Question

【題目】氣墊導軌是研究與運動有關的實驗裝置，也可以用來研究功能關系。如圖甲所示，在氣墊導軌的左端固定一輕質彈簧，軌道上有一滑塊A緊靠彈簧但不連接，滑塊的質量為m。

（1）用游標卡尺測出滑塊A上的擋光片的寬度，讀數如圖乙所示，則寬度d=________cm。

（2）利用該裝置研究彈簧對滑塊做功的大小；某同學打開氣源，調節裝置，使滑塊可以靜止懸浮在導軌上，然后用力將滑塊A壓緊到P點，釋放后，滑塊A上的擋光片通過光電門的時間為Δt，則彈簧對滑塊所做的功為________。(用題中所給字母表示)

（3）利用該裝置測量滑塊與導軌間的動摩擦因數，關閉氣源，仍將滑塊A由P點釋放，當光電門到P點的距離為x時，測出滑塊A上的擋光片通過光電門的時間為t，移動光電門，測出多組數據(滑塊都能通過光電門)，并繪出圖像，如圖丙所示，已知該圖線斜率的絕對值為k，則滑塊與導軌間的動摩擦因數為________。

Answer 1

【答案】 0.960 cm

【解析】試題分析：（1）游標卡尺的讀數為

（2）由于光電門非常窄，所以通過光電門的平均速度近似等于瞬時速度，故通過光電門的速度為，故根據動能定理可得彈簧對滑塊所做的功為

（3）每次都有P釋放，則每次彈簧彈性勢能都相同，由能量轉化和守恒可得：①，解得：②，由于，故，帶入可得：