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I.光电计时器是一种研究物体运动的常用计时器,其结构如图甲所示,a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从 a、b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.

利用图乙所示装置测定正方体小铁块和由长木板制成的斜面体(包括水平部分,斜面与水平面之间有一小段圆弧连接,长度忽略不计,水平部分足够长,重力加速度为g)间的动摩擦因数μ.
(1)用20个等分刻度的游标卡尺测定小铁块的边长出    mm.( 如图丙所示)
(2)将斜面体置于水平桌面上,斜面顶端 P 悬挂一铅垂线,Q 为锥尖与桌面的接触点,1和 2 是固定在斜面上的两个光电门(与之连接的电路未画出),让小铁块由P点沿斜面滑下,小铁块通过光电门 1、2 的时间分别为△t1、△t2,用米尺测得 l、2 之间的距离为 L(L>>d),则小铁块下滑过程中的加速度 a=    ;再利用米尺测出        ,就可以测得动摩擦因数 μ.
(3)若光电计时器出现故障不能使用,现只利用米尺测定动摩擦因数 μ,请写出实验方案:    测得的动摩擦因数μ=    .(用测定的物理量所对应的字母表示)
【答案】分析:(1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.
(2)铁块通过光电门的时间非常小,因此可以平均速度代替其通过的瞬时速度,据此可以求出铁块通过光电门时的速度大小.
铁块做匀变速直线运动,根据速度和位移关系式可以求出小车的加速度大小.
(3)运用动能定理研究小铁块由顶端从静止滑下,滑至水平板上的C点停下列出等式,结合几何关系求解.
解答:解:(1)游标卡尺主尺读数为20mm,游标读数为0.05×4=0.20mm,所以最终读数为20.20mm.
(2)铁块通过光电门1时的速度为:v1=,通过光电门2时的速度为:v2=
根据速度和位移关系式=2ax得
小铁块下滑过程中的加速度 a==
小铁块下滑过程中受重力、支持力和摩擦力,根据牛顿第二定律得:
a==gsinθ-μgcosθ  θ为斜面倾角.
μ=
所以再利用米尺测出斜面的高H,斜面的长S,就可以测得动摩擦因数 μ.
(3)实验方案:让小铁块由顶端从静止滑下,滑至水平板上的C点停下,测出顶端的高度h和小铁块在整个过程中的水平位移l
运用动能定理研究小铁块由顶端从静止滑下,滑至水平板上的C点停下,
mgh-μmgcosθ?L-μmgL′=0-0=0,L为斜面的长度,L′为在水平面上滑行的距离.
μ=
Lcosθ为斜面在水平方向的长度,所以l=Lcosθ+L′为小铁块在整个过程中的水平位移.

故答案为:(1)20.20
(2)   斜面的高H,斜面的长S,
(3)实验方案:让小铁块由顶端从静止滑下,滑至水平板上的C点停下,测出顶端的高度h和小铁块在整个过程中的水平位移l,
点评:解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法,即主尺读数加上游标读数,不需估读.
加深对平均速度和瞬时速度的理解,只有当时间间隔△t趋向于零时,此时的速度可以认为是瞬时速度.
物体沿斜面下滑是一个重要的物理模型,一定要对该过程中摩擦力、弹力、重力沿斜面的分力、加速度等物理量的变化分析透彻.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)用一横截面为半圆形的玻璃柱体做“测定玻璃折射率”的实验,先在白纸上放好玻璃柱体,在玻璃柱体的上侧插上两枚大头针P1和P2,然后在玻璃柱体的下侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住.接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像.P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和玻璃柱体轮廓如图1所示.
①在本题的图上画出所需的光路
②为了测出棱镜玻璃的折射率,需要测量的量是
入射角i
入射角i
折射角r
折射角r
,在图上标出它们.
③计算折射率的公式是n=
sini
sinγ
sini
sinγ

(2)光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图2A所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.
利用如图2B所示装置测量滑块与长1m左右的木板间动摩擦因数,图中木板固定在水平面上,木板的左壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧(弹簧长度与木板相比可忽略),弹簧右端与滑块接触,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出.现使弹簧解除锁定,滑块获得一定的初速度后,水平向右运动,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2s和5.0×10-2s,用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺示数如图2C所示.

①读出滑块的宽度d=
5.50
5.50
cm.
②滑块通过光电门1的速度v1=
2.75
2.75
m/s;滑动通过光电门2的速度v2=
1.10
1.10
m/s;
③若用米尺测量出两个光电门之间的距离为L,已知当地的重力加速为g,则滑块与木板动摩擦因数表达式为
v
2
1
-
v
2
2
2gL
v
2
1
-
v
2
2
2gL
(各量均用字母表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:

I.光电计时器是一种研究物体运动的常用计时器,其结构如图甲所示,a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从 a、b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.
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利用图乙所示装置测定正方体小铁块和由长木板制成的斜面体(包括水平部分,斜面与水平面之间有一小段圆弧连接,长度忽略不计,水平部分足够长,重力加速度为g)间的动摩擦因数μ.
(1)用20个等分刻度的游标卡尺测定小铁块的边长出
 
mm.( 如图丙所示)
(2)将斜面体置于水平桌面上,斜面顶端 P 悬挂一铅垂线,Q 为锥尖与桌面的接触点,1和 2 是固定在斜面上的两个光电门(与之连接的电路未画出),让小铁块由P点沿斜面滑下,小铁块通过光电门 1、2 的时间分别为△t1、△t2,用米尺测得 l、2 之间的距离为 L(L>>d),则小铁块下滑过程中的加速度 a=
 
;再利用米尺测出
 
 
,就可以测得动摩擦因数 μ.
(3)若光电计时器出现故障不能使用,现只利用米尺测定动摩擦因数 μ,请写出实验方案:
 
测得的动摩擦因数μ=
 
.(用测定的物理量所对应的字母表示)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(2008?镇江模拟)I.光电计时器是一种研究物体运动的常用计时器,其结构如图甲所示,a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从 a、b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.

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利用图乙所示装置测定正方体小铁块和由长木板制成的斜面体(包括水平部分,斜面与水平面之间有一小段圆弧连接,长度忽略不计,水平部分足够长,重力加速度为g)间的动摩擦因数μ.
(1)用20个等分刻度的游标卡尺测定小铁块的边长出______mm.( 如图丙所示)
(2)将斜面体置于水平桌面上,斜面顶端 P 悬挂一铅垂线,Q 为锥尖与桌面的接触点,1和 2 是固定在斜面上的两个光电门(与之连接的电路未画出),让小铁块由P点沿斜面滑下,小铁块通过光电门 1、2 的时间分别为△t1、△t2,用米尺测得 l、2 之间的距离为 L(L>>d),则小铁块下滑过程中的加速度 a=______;再利用米尺测出______、______,就可以测得动摩擦因数 μ.
(3)若光电计时器出现故障不能使用,现只利用米尺测定动摩擦因数 μ,请写出实验方案:______测得的动摩擦因数μ=______.(用测定的物理量所对应的字母表示)

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科目:高中物理 来源:2008-2009学年江苏省苏州、五锡、常州、镇江高三(上)教学情况调查物理试卷(解析版) 题型:填空题

I.光电计时器是一种研究物体运动的常用计时器,其结构如图甲所示,a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从 a、b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.

利用图乙所示装置测定正方体小铁块和由长木板制成的斜面体(包括水平部分,斜面与水平面之间有一小段圆弧连接,长度忽略不计,水平部分足够长,重力加速度为g)间的动摩擦因数μ.
(1)用20个等分刻度的游标卡尺测定小铁块的边长出    mm.( 如图丙所示)
(2)将斜面体置于水平桌面上,斜面顶端 P 悬挂一铅垂线,Q 为锥尖与桌面的接触点,1和 2 是固定在斜面上的两个光电门(与之连接的电路未画出),让小铁块由P点沿斜面滑下,小铁块通过光电门 1、2 的时间分别为△t1、△t2,用米尺测得 l、2 之间的距离为 L(L>>d),则小铁块下滑过程中的加速度 a=    ;再利用米尺测出        ,就可以测得动摩擦因数 μ.
(3)若光电计时器出现故障不能使用,现只利用米尺测定动摩擦因数 μ,请写出实验方案:    测得的动摩擦因数μ=    .(用测定的物理量所对应的字母表示)

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