Question

【题目】气垫导轨是研究与运动有关的实验装置，也可以用来研究功能关系．如图甲所示，在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧，轨道上有一滑块A紧靠弹簧但不连接，滑块的质量为m．

（1）用游标卡尺测出滑块A上的挡光片的宽度，读数如图乙所示，则宽度d=cm；
（2）利用该装置研究弹簧对滑块做功的大小；某同学打开气源，调节装置，使滑块可以静止悬浮在导轨上，然后用力将滑块A压紧到P点，释放后，滑块A上的挡光片通过光电门的时间为△t，则弹簧对滑块所做的功为 ． （用题中所给字母表示）
（3）利用该装置测量滑块与导轨间的动摩擦因数；关闭气源，仍将滑块A由P点释放，当光电门到P点的距离为x时，测出滑块A上的挡光片通过光电门的时间为t，移动光电门，测出多组数据（滑块都能通过光电门），并绘出 图象．如图丙所示，已知该图线斜率的绝对值为k，则滑块与导轨间的滑动摩擦因数为 ．

Answer 1

【答案】
（1）0.960
（2）
（3）
【解析】解：（1）主尺读数为：9mm；游标尺分度为0.05mm，第12个刻度对齐，故游标尺读数为：0.05×12mm=0.60mm，故宽度为：d=9+0.60=9.60mm=0.960cm．（2）滑块通过光电门已经是匀速运动了，其平均速度为： ，瞬时速度等于平均速度，故瞬时速度为： ，此时滑块动能全部由弹簧弹性势能转化而来，故弹簧做功为： ；（3）每次都有P释放，则每次弹簧弹性势能都相同，由能量转化和守恒可得：
①
解得：
②
由于 ，故 ，带入可得：
动摩擦因数为：
所以答案是：（1）0.960；（2） ；（3）
【考点精析】认真审题，首先需要了解功能关系(当只有重力（或弹簧弹力）做功时，物体的机械能守恒；重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2；合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W 合 =E k2 -E k1 （动能定理）；除了重力（或弹簧弹力）之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1)．