Question

【題目】氣墊導(dǎo)軌是研究與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，也可以用來研究功能關(guān)系．如圖甲所示，在氣墊導(dǎo)軌的左端固定一輕質(zhì)彈簧，軌道上有一滑塊A緊靠彈簧但不連接，滑塊的質(zhì)量為m．

(1)用游標(biāo)卡尺測出滑塊A上的擋光片的寬度，讀數(shù)如圖乙所示，則寬度d=__cm；

(2)利用該裝置研究彈簧對滑塊做功的大��；某同學(xué)打開氣源，調(diào)節(jié)裝置，使滑塊可以靜止懸浮在導(dǎo)軌上，然后用力將滑塊A壓緊到P點(diǎn)，釋放后，滑塊A上的擋光片通過光電門的時(shí)間為△t，則彈簧對滑塊所做的功為__．（用題中所給字母表示）

(3)利用該裝置測量滑塊與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)；關(guān)閉氣源，仍將滑塊A由P點(diǎn)釋放，當(dāng)光電門到P點(diǎn)的距離為x時(shí)，測出滑塊A上的擋光片通過光電門的時(shí)間為t，移動(dòng)光電門，測出多組數(shù)據(jù)（滑塊都能通過光電門），并繪出圖象．如圖丙所示，已知該圖線斜率的絕對值為k，則滑塊與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為__．

Answer 1

【答案】0.960

【解析】

(1)[1]主尺讀數(shù)為：9mm；游標(biāo)尺分度為0.05mm，第12個(gè)刻度對齊，故游標(biāo)尺讀數(shù)為：0.05×12mm=0.60mm，故寬度為：d=9+0.60=9.60mm=0.960cm．

(2)[2]滑塊通過光電門已經(jīng)是勻速運(yùn)動(dòng)了，其平均速度為：

瞬時(shí)速度等于平均速度，故瞬時(shí)速度為：

此時(shí)滑塊動(dòng)能全部由彈簧彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，故彈簧做功為：

(3)[3]每次都有P釋放，則每次彈簧彈性勢能都相同，由能量轉(zhuǎn)化和守恒可得：

①

解得：

②

由于

故

帶入可得動(dòng)摩擦因數(shù)為: