Question

12．某同學(xué)用如圖甲所示的裝置測量滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)過程如下：

（1）用游標(biāo)卡尺測量出固定于滑塊上的遮光條的寬度d=5.70mm，在桌面上合適固定好彈簧和光電門，將光電門與數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）連接．
（2）用滑塊把彈簧壓縮到某一位置，測量出滑塊到光電門的距離x，釋放滑塊，測出滑塊上的遮光條通過光電門所用的時(shí)間t，則此時(shí)滑塊的速度v=$\fracgq64uio{t}$．
（3）通過在滑塊上增減砝碼來改變滑塊的質(zhì)量m，仍用滑塊將彈簧壓縮到（2）中的位置，重復(fù)（2）的操作，得出一系列滑塊質(zhì)量m與它通過光電門時(shí)的速度v的值．根據(jù)這些數(shù)值，作出v²-$\frac{1}{m}$圖象如圖乙所示，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，由圖象可知，滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{2gx}$，繼續(xù)分析這個(gè)圖象，還能求出的物理量是每次彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢能其值為$\frac{2a}$．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺的示數(shù)之和是物體的長度．
（2）平均速度代替瞬時(shí)速度
（3）對運(yùn)動過程由動能定理可明確v²-$\frac{1}{m}$的關(guān)系，結(jié)合圖象即可求得動摩擦因數(shù)，同時(shí)通過分析可明確能求出的物理量；

解答 解：（1）由圖1可知，主尺示數(shù)為5mm，14×0.05mm=0.70mm，則工件的長度為5mm+0.70mm=5.70mm．
（2）滑塊的速度為v=$\frachk1s1ly{t}$
（3）對運(yùn)動過程由動能定理可知：
W-μmgx=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得：v²=2W$\frac{1}{m}$-2μgx
圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為：-b=-2μgx；
解得：μ=$\frac{2gx}$；同時(shí)圖象的斜率表示彈力做功的2倍，故可以求出每次彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢能，即${E}_{P}=\frac{2a}$；
故答案為：（1）5.70；（2）$\fraczfvgcmu{t}$；（3）$\frac{2gx}$；每次彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢能；$\frac{2a}$

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握直尺的讀數(shù)方法，注意是否估讀；同時(shí)掌握極限的思想在物理中的運(yùn)用，即極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度的大�。�