Question

【题目】某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数．弹簧左端固定在挡板上，带有遮光条的小物块将弹簧压缩至C处由静止释放，小物块运动一段距离后与弹簧分离，接着通过P处光电计时器的光电门，最后停在水平面上的B处．已知重力加速度为g.

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，其读数刻度如图乙所示，则d=________mm.

（2）为了测量动摩擦因数，还需要测量的物理量(写出需要测量的物理量及其符号)是：①________；②________．由此可得动摩擦因数μ=________．(用测量的量表示)

（3）若已经测得物块与水平面间的动摩擦因数为μ，物块质量为m，只需再测出物块释放处到最终停止处的距离s，即可测出物块释放时弹簧的弹性势能，试写出弹性势能Ep的表达式________________．

Answer 1

【答案】 4.20 遮光条通过光电门的时间t 光电门到物块停止处的距离x Ep=μmgs

【解析】(1)主尺的刻度：4mm，游标尺上的第20个刻度与主尺的刻度对齐，读数是：0.02×10=0.20mm，总读数：4mm+0.20mm=4.20mm；

(2)实验的原理：根据遮光条的宽度与滑块通过光电门的时间即可求得滑块的速度：； B到C的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得；联立以上两个公式得动摩擦因数的表达式：；

还需要测量的物理量是：遮光条通过光电门的时间t；光电门到物块停止处的距离x；

(3) 根据功能关系，释放物体后，弹簧的弹性势能减小，通过摩擦力做功，转化为内能，则有：；