Question

【題目】某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置測量小物塊與水平面之間的動摩擦因數．彈簧左端固定在擋板上，帶有遮光條的小物塊將彈簧壓縮至C處由靜止釋放，小物塊運動一段距離后與彈簧分離，接著通過P處光電計時器的光電門，最后停在水平面上的B處．已知重力加速度為g.

（1）用游標卡尺測量遮光條的寬度d，其讀數刻度如圖乙所示，則d=________mm.

（2）為了測量動摩擦因數，還需要測量的物理量(寫出需要測量的物理量及其符號)是：①________；②________．由此可得動摩擦因數μ=________．(用測量的量表示)

（3）若已經測得物塊與水平面間的動摩擦因數為μ，物塊質量為m，只需再測出物塊釋放處到最終停止處的距離s，即可測出物塊釋放時彈簧的彈性勢能，試寫出彈性勢能Ep的表達式________________．

Answer 1

【答案】 4.20 遮光條通過光電門的時間t 光電門到物塊停止處的距離x Ep=μmgs

【解析】(1)主尺的刻度：4mm，游標尺上的第20個刻度與主尺的刻度對齊，讀數是：0.02×10=0.20mm，總讀數：4mm+0.20mm=4.20mm；

(2)實驗的原理：根據遮光條的寬度與滑塊通過光電門的時間即可求得滑塊的速度：； B到C的過程中，摩擦力做功，根據動能定理得；聯立以上兩個公式得動摩擦因數的表達式：；

還需要測量的物理量是：遮光條通過光電門的時間t；光電門到物塊停止處的距離x；

(3) 根據功能關系，釋放物體后，彈簧的彈性勢能減小，通過摩擦力做功，轉化為內能，則有：；