Question

（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

cm．
（2）滑块通过光电门1的速度为v_l，通过光电门2的速度v₂，则v₂=

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

（用字母v_l、v₂、L、g表示）

Answer 1

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．