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(2011?泰州一模)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.利用如图2所示装置测量滑块与长 lm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2.0×1 0-2s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3所示.
(1)读出滑块的宽度d=
1.50
1.50
cm.
(2)滑块通过光电门1的速度为vl,通过光电门2的速度v2,则v2=
0.30
0.30
m/s;(结果保留两位有效数字)
(3)若用米尺测量出两个光电门之间的距离为L(已知L远大于d),已知当地的重力加速为g,则滑块与木板动摩擦因数u表达式为
v
2
1
-
v
2
2
2gL
v
2
1
-
v
2
2
2gL
(用字母vl、v2、L、g表示)
分析:(1)游标卡尺主尺与游标尺的示数之和是游标卡尺的示数,由图3所示游标卡尺可以读出滑块的宽度.
(2)已知滑块的宽度与挡光时间,由速度公式可以求出滑块的速度.
(3)由加速度定义式求出滑块的加速度,由牛顿第二定律及滑动摩擦力公式可以求出动摩擦因数.
解答:解:(1)由图示游标卡尺可知,主尺示数是1.5cm,游标尺示数是0×0.1mm=0.0mm=0.00cm,滑块的宽度d=1.5cm+0.00c=1.50cm;
(2)速度v2=
d
t2
=
1.50×10-2m
5.0×10-2s
=0.30m/s;
(3)滑块做匀减速运动,由速度位移公式可得:v22-v12=2(-a)L,a=
v
2
1
-
v
2
2
2L
,由牛顿第二定律得:μmg=ma,μ=
v
2
1
-
v
2
2
2gL

故答案为:(1)1.50;(2)0.30;(3)
v
2
1
-
v
2
2
2gL
点评:本题考查了游标卡尺读数、求滑块的速度、求动摩擦因数;游标卡尺主尺与游标尺示数之和为游标卡尺示数,对游标卡尺读数时,不能估读.
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