Question

17．為測定小物塊P與圓形轉(zhuǎn)臺B之間的動摩擦因數(shù)（設(shè)滑動摩擦力與最大靜摩擦力相等），某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示實驗，并進行如下操作：
A．一遮光片沿半徑方向固定并伸出轉(zhuǎn)臺，測出遮光片遠離轉(zhuǎn)軸的一端到圓心的距離為L
B．測得遮光片寬為d，如圖乙所示；
C．將小物塊P放在水平轉(zhuǎn)臺上，并讓電動機帶動轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)光電門的位置，使固定在轉(zhuǎn)臺邊緣的遮光片遠離轉(zhuǎn)軸的一端恰好能掃過光電門的激光束；
D．轉(zhuǎn)動穩(wěn)定后，從與光電門連接的計時器讀出遮光片單次經(jīng)過光電門的時間為△t；
E．不斷調(diào)整小物塊與轉(zhuǎn)臺中心的距離，當(dāng)距離為r時，小物塊隨轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時恰好不會被甩出．已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．

（1）遮光片的寬度d=0.52cm；
（2）轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的角速度ω=$\fracj9hfrtn{L△t}$（用所測物理量符號表示．）
（3）小物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{rdj3rrtv^{2}}{g{L}^{2}△{t}^{2}}$ （用所測物理量符號表示）．

Answer 1

分析 （1）解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀
（2）（3）先根據(jù)遮光片求出轉(zhuǎn)臺運動的線速度，設(shè)小物塊的質(zhì)量為m，在恰好不被甩出時，最大摩擦力提供向心力，根據(jù)向心力公式結(jié)合線速度和角速度的關(guān)系即可求解．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0.5cm，游標(biāo)尺上第2個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為2×0.1mm=0.2mm=0.02cm，
所以最終讀數(shù)為：0.5m+0.02cmm0.52cm．
（2）轉(zhuǎn)動的線速度v=$\fracvhthxrr{△t}$，角速度ω=$\frac{v}{L}=\fractzlftpr{L△t}$
（3）設(shè)小物塊的質(zhì)量為m，在恰好不被甩出時，最大摩擦力提供向心力，則有：
μmg=mω²r
解得：μ=$\frac{rv3ndtp3^{2}}{gL△{t}^{2}}$   
故答案為：（1）0.52；（2）$\fracxb9fhdf{L△t}$；（3）$\frac{rlt9x99b^{2}}{gL△{t}^{2}}$

點評 解答本題要知道光電門的測速原理，在時間較短的情況下可以用平均速度來代替瞬時速度，知道在恰好不被甩出時，最大摩擦力提供向心力，難度不大，屬于基礎(chǔ)題