像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1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

◎ 题目

像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1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.为了测定两张纸之间的动摩擦因数,某同学利用光电计时器设计了一个试验:如图2所示,在小铁块A和木板B上贴上待测的纸,木板B水平固定,铅锤通过细线和小铁块相连.l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.释放铅锤,让小铁块在木板上加速运动,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0.5×10-2s.用游标卡尺测量小铁块的宽度d如图3所示.

魔方格

①读出小铁块的宽度d=______cm.
②铁块通过光电门l的速度v1=______m/s,铁块通过光电门2的速度v2=______m/s.(计算结果小数点后保留2位有效数字)
③已知当地的重力加速度为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,用文字说明还需测量的物理量并用字母表示______.
④用③中各量求解动摩擦因数的表达式μ=______(用字母表示).

◎ 答案

(1)游标卡尺的主尺读数为20mm,游标读数为0.05×3=0.15mm,所以d=20.15mm=2.105cm.
 (2)因为较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度,
所以v1=
d
t
=1.01m/s.
v2=
d
t
=4.03m/s.
(3)要测量动摩擦因数,由f=μFN 
由牛顿第二定律可得铁块的加速度a=
Mg-μmg
M+m

根据运动学公式V22-V12=2aL可求出加速度,所以
测定两张纸之间的动摩擦因数还需要测量铁块的质量m、铅锤的质量M.
(4)根据运动学公式V22-V12=2aL
a=
v22
-v
21
2L
=
Mg-μmg
M+m

μ=
2MgL-(M+m)(
v22
-
v21
)
2mgL

故答案为:①2.015
②1.01,4.03
③铁块的质量m、铅锤的质量M 
2MgL-(M+m)(
v22
-
v21
)
2mgL

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1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…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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