Question

某实验小组的同学利用如图1所示的装置“探究物体速度和位移的关系”，并测量物块和桌面间的动摩擦因数。已知弹簧处于原长时，物块位于光电门左侧。

(1)按如图1所示安装实验器材，物块上方装有较窄的遮光条，用游标卡尺测量其宽度如图2所示，则遮光条的宽度为__________mm。

(2)实验步骤如下：

①让物块压缩弹簧并锁定；

②释放物块，读出物块通过光电门时的遮光时间Δt；

③测量出物块停止运动时遮光条的位置到光电门之间的位移x；

④重复②③步骤，测出多组遮光时间Δt和位移x的值；

⑤计算出物块通过光电门时对应的速度v。

(3)根据测量的数据在如图3所示的坐标纸上做出v²－x图象，由图象可知，物块在桌面上运动的加速度大小为__________m/s²。已知重力加速度g取10 m/s²，则物块和桌面间的动摩擦因数为____________。(结果均保留两位有效数字)

Answer

6.75 5.0(4.7～5.1均可) 0.50(0.47～0.51均可)

【解析】

(1)游标卡尺的读数为6 mm＋0.05×15 mm=6.75 mm。

(3)由匀变速直线运动规律有v2=2ax，图象的斜率k=2a，所以a=。根据图象求得斜率k=10.0 m/s2，所以物块在桌面上运动的加速度大小a=5.0 m/s2；根据牛顿第二定律有μmg=ma，所以μ=0.50。