光电计时器是一种用来研究物体运动规律的计时仪器.其结构如图甲所示,光电门中的a、b分别是光电计时器的光信号发射和接收装置.当有物体从a、b间通过时,光电计时器即可即时测

◎ 题目

光电计时器是一种用来研究物体运动规律的计时仪器.其结构如图甲所示,光电门中的a、b分别是光电计时器的光信号发射和接收装置.当有物体从a、b间通过时,光电计时器即可即时测得并记录该物体的挡光时间.由于物体经过光电门时间很短,因此可近似看做匀速运动,由此求出物体经过光电门时的速度.
现利用图乙所示的实验装置来测量滑块A与长木板间的动摩擦因数.图中d为安装在滑块A上挡光片的宽度,L是长木板在水平桌面上的投影,h是长木板左端的高度,s是1和2两个光电门之间的距离(与之连接的两个光电计时器没有画出).实验时,使滑块A从长木板的顶端滑下.
(1)试写出除上述量(d、L、h和s)外还需测量的物理量,并根据这些物理量写出滑块A沿斜面下滑时的加速度的表达式a=______,由此可进一步得到滑块A与长木板间动摩擦因数的表达式μ=______;
(2)简单叙述两个可以减小本实验误差的方法.______.
魔方格

◎ 答案

(1)根据极限的思想,在时间很短时,我们可以用这一段的平均速度来代替瞬时速度,
所以物块通过光电门l、2的速度分别是
v1=
d
t1

v2=
d
t2

根据
v22
-
v21
=2ax,
解得a=
(
d
t2
)
2
-(
d
t1
)
2
2s

由牛顿第二定律可得,
mgsinα-μmgcosα=ma
解得μ=
h
L
-
[(
d
t2
)
2
-(
d
t1
)
2
]

L2+h2
2gsL

(2)两个可以减小本实验误差的方法是多测几次取平均值、增大两个光电门之间的距离.
故答案为:(1)需测量光电门记录的挡光时间t1、t2
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(
d
t2
)
2
-(
d
t1
)
2
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