Question

4．某同學(xué)用如圖裝置測量木塊與平板間的摩擦因數(shù)．G₁和G₂為兩個光電門，分別與計時器連接，用天平分別測出牽引砝碼的質(zhì)量m和木塊及上面的檔光窄片的總質(zhì)量M，m與M的關(guān)系是任意的，釋放牽引砝碼、木塊沿水平平板滑動，分別測出了木塊上窄片通過兩個光電門的時間t₁和t₂，而后又用游標(biāo)卡尺測出窄片寬度d，則：

（1）該同學(xué)還需要測量的物理量是兩光電門間距離L
（2）動摩擦因數(shù)的表達式為$\frac{m}{M}$-$\frac{（M+m）uownm21^{2}（{t}_{1}^{2}-{t}_{2}^{2}）}{2MgL{t}_{1}^{2}{t}_{2}^{2}}$（用題中給出的字母和測量的物理量表示）

Answer 1

分析 先利用極短時間的平均速度表示瞬時速度，然后對滑塊的加速過程運用牛頓第二定律列式求解出動摩擦因素的表達式即可．

解答 解：對整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得：
mg-Mg=（M+m）a
用極短時間的平均速度表示瞬時速度，故通過兩個光電門的瞬時速度分別為：
${v}_{1}=\fracgb7a8z5{{t}_{1}}$
${v}_{2}=\frac5lbmdve{{t}_{2}}$ 
設(shè)兩光電門間距離L，根據(jù)速度位移公式，有：
${v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}=2aL$ 
聯(lián)立解得：
μ=$\frac{m}{M}$-$\frac{（M+m）ybzjr6f^{2}（{t}_{1}^{2}-{t}_{2}^{2}）}{2MgL{t}_{1}^{2}{t}_{2}^{2}}$
故還需要測量的物理量是兩光電門間距離L；
故答案為：（1）兩光電門間距離L；（2）$\frac{m}{M}$-$\frac{（M+m）t0nohir^{2}（{t}_{1}^{2}-{t}_{2}^{2}）}{2MgL{t}_{1}^{2}{t}_{2}^{2}}$．

點評 本題關(guān)鍵是明確滑塊和物體的受力情況和運動情況，然后根據(jù)牛頓第二定律、運動學(xué)公式列式求解，注意用極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度，基礎(chǔ)題目．