Question

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

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 -2 s和0.5×10 -2 s．用游标卡尺测量小铁块的宽度d如图3所示． ①读出小铁块的宽度d=______cm．②铁块通过光电门l的速度v 1 =______m/s，铁块通过光电门2的速度v 2 =______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v 1 、v 2 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）．

Answer 1

（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v 1 = d t =1.01m/s． v 2 = d t =4.03m/s． （3）要测量动摩擦因数，由f=μF N   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V 2 2 -V 1 2 =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V 2 2 -V 1 2 =2aL a= v 22 -v 21 2L = Mg-μmg M+m μ= 2MgL-(M+m)( v 22 - v 21 ) 2mgL 故答案为：①2.015 ②1.01，4.03 ③铁块的质量m、铅锤的质量M  ④ 2MgL-(M+m)( v 22 - v 21 ) 2mgL