光电计时器像打点计时器一样,也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门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通过时的挡光时间.
现利用图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,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.此外,在木板顶端P点还悬挂着一个重锤.让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10
-2s和2.0×10
-2s.用游标卡尺测量小滑块的宽度d,游标卡尺的示数如图丙所示.
(1)读出滑块的宽度d=
5.015
5.015
cm.
(2)滑块通过光电门1、2的速度v
1、v
2均可求得,滑块通过光电门2的速度v
2=
2.5
2.5
m/s.
(3)已知当地的重力加速度为g,若仅提供一把米尺,为完成测量,除了研究v
1、v
2和两个光电门之间的距离L外,还需直接测量的物理量是
P点离桌面的距离h、重锤在桌面上所指的点与Q点距离a、斜面的长度b
P点离桌面的距离h、重锤在桌面上所指的点与Q点距离a、斜面的长度b
(说明各量的物理意义,同时指明代表物理量字母).
(4)用(3)中各量求解动摩擦因数的表达式μ=
(用字母表示).