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，其结构如图甲所示，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。现利用图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1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。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t₁s和t₂s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示.

(1)读出滑块的宽度d=________cm.

(2) 滑块通过光电门1的速度v₁，滑块通过光电门2的速度v₂。

(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，还测量出的物理量有P点到桌面高度h；P点与Q点的距离为a；斜面的长度S。

(4) 用(3)中各量求解动摩擦因数的表达式μ＝_______ (用字母表示)。

Answer

5.015

【解析】（1）由图示游标卡尺可得，主尺示数为5cm，游标尺示数为3×0.05=0.15mm=0.015cm，
宽度d=5cm+0.015cm=5.015cm。

（4）滑块做匀加速直线运动，由匀变速运动的速度位移公式可得： ，设斜面倾角为θ，对滑块，由牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，由图可知： ， ，联立解得： 。