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^-2s和0.5×10^-2s．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v₁=______m/s，铁块通过光电门2的速度v₂=______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v₁、v₂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=______

2-

v

2 1

)2mgL

Answer

（1）游标卡尺的读数等于主尺读数等于游标读数，不需估读．
（2）根据较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度求出瞬时速度．
（3）根据滑动摩擦力的公式可以判断求动摩擦因数需要的物理量；
（4）由铁块的运动情况可以求得铁块的加速度的大小，再由牛顿第二定律可以求得摩擦力的大小，再由滑动摩擦力的公式可以求得滑动摩擦因数．
【解析】
（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v1==1.01m/s．
v2==4.03m/s．
（3）要测量动摩擦因数，由f=μFN 
由牛顿第二定律可得铁块的加速度a=
根据运动学公式V22-V12=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V22-V12=2aL
a==
μ=
故答案为：①2.015
②1.01，4.03
③铁块的质量m、铅锤的质量M 
④