3.光電門是一種可以測量物體瞬時(shí)速度的器材,它利用的基本原理是:極短時(shí)間內(nèi)的平均速度大小可以近似認(rèn)為是該時(shí)刻的瞬時(shí)速度大。惩瑢W(xué)利用光電門測量滑塊與導(dǎo)軌之間動摩擦因數(shù),該同學(xué)首先用游標(biāo)卡尺對滑塊上遮光片的寬度進(jìn)行測量,如圖乙所示.然后將導(dǎo)軌的一端適當(dāng)墊高,使斜面與水平面間的夾角為θ,安裝好光電門,測出兩光電門之間的距離l,給光電門接通電源,再讓滑塊從導(dǎo)軌高的一端自由滑下,滑塊先后經(jīng)兩光電門時(shí),光電門1的計(jì)時(shí)器上顯示0.032s,光電門2的計(jì)時(shí)器上顯示0.017s.

(1)由圖乙可知遮光片的寬度為2.960cm;
(2)該同學(xué)利用測量的數(shù)據(jù)計(jì)算出滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的速率為0.925m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
(3)若滑塊經(jīng)過光電門1、2時(shí)的速度大小分別為v1、v2,用v1、v2、θ、l、g可以將滑塊與導(dǎo)軌間的滑動摩擦因數(shù)表示為$tanθ-\frac{{{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}}{2glcosθ}$.

分析 (1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù),不需估讀.
(2)根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出滑塊經(jīng)過光電門1的速率.
(3)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式,結(jié)合牛頓第二定律求出滑塊與導(dǎo)軌間的滑動摩擦因數(shù).

解答 解:(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為29mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.05×12mm=0.60mm,則最終讀數(shù)為29.60mm=2.960cm.
(2)根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度知,滑塊經(jīng)過光電門1的速率為:v=$\frac0yjui40{△{t}_{1}}=\frac{2.960×1{0}^{-2}}{0.032}m/s$=0.925m/s.
(3)根據(jù)速度位移公式得:${{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}=2al$,解得:a=$\frac{{{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}}{2l}$,根據(jù)牛頓第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma,則動摩擦因數(shù)為:μ=$tanθ-\frac{{{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}}{2glcosθ}$.
故答案為:(1)2.960;(2)0.925;(3)$tanθ-\frac{{{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}}{2glcosθ}$.

點(diǎn)評 本題考查了運(yùn)動學(xué)公式和牛頓第二定律的基本運(yùn)用,知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁,掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法,注意游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)不需估讀.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.在測量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中,可供選用的器材如下:
待測金屬絲:R x(阻值約4Ω,額定電流約0.5A);
電壓表:V(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ);
電流表:A1(量程0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω);A2(量程3A,內(nèi)阻約0.05Ω);
電源:E1(電動勢3V,內(nèi)阻不計(jì));E2(電動勢12V,內(nèi)阻不計(jì));
滑動變阻器:R(最大阻值約20Ω);螺旋測微器;毫米刻度尺;開關(guān)S;導(dǎo)線.

(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖1所示,讀數(shù)為2.718mm.
(2)若滑動變阻器采用限流接法,為使測量盡量精確,電流表應(yīng)選A1、電源應(yīng)選E1(均填器材代號),在虛線框(圖2)內(nèi)完成電路原理圖.

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14.如圖所示,一根長度為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)線AB,用軟導(dǎo)線懸掛在方向水平的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,現(xiàn)要使懸線張力為零,則AB導(dǎo)線通電方向怎樣?電流大小是多少?

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11.如圖(a)所示一理想自耦變壓器,A、B端輸入電壓如圖(b)所示.A1、A2和V1、V2分別是接入原線圈和副線圈中的理想交流電流表和電壓表,其示數(shù)分別用I1、I2、U1、U2表示,R為定值電阻,現(xiàn)將滑動頭P從圖示位置逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,在P轉(zhuǎn)動過程中,電流表和電壓表均未超過其量程,下列選項(xiàng)中能正確反映I1、I2、U1、U2變化規(guī)律的是( 。
A.B.
C.D.

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18.三個(gè)相同的燈泡額定功率均為40W,按照如圖所示電路連接,則這三個(gè)燈泡消耗的總功率不應(yīng)超過( 。
A.40 WB.60 WC.80 WD.120 W

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8.物體以速度v0水平拋出,若不計(jì)空氣阻力,則當(dāng)其豎直分位移與水平位移相等時(shí),以下說法中正確的是( 。
A.豎直分速度等于水平分速度B.運(yùn)動的位移為$\frac{{2{v_0}^2}}{g}$
C.運(yùn)動的時(shí)間為$\frac{{2{v_0}}}{g}$D.瞬時(shí)速度大小為$\sqrt{5}{v_0}$

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15.如圖甲所示為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖.

(1)本實(shí)驗(yàn)中,下列器材中不必要的是ac.
a.天平    b.交流電源    c.秒表    d.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
(2)圖乙為實(shí)驗(yàn)測得的一條紙帶,其中O為紙帶下落的起始點(diǎn),T為圖中相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔,在計(jì)算圖中N點(diǎn)速度時(shí),幾位同學(xué)分別用下列不同的方法進(jìn)行,其中最佳方法是D
A.通過vN=gnF計(jì)算vN
B.通過VN=g(n-1)T計(jì)算vN
C.用刻度尺量出圖中的xn和xn+1,通過vN=$\frac{{x}_{n}+{x}_{n+1}}{2T}$計(jì)算vN
D.用刻度尺量出圖中的dn-1和dn+1,通過vN=$\frac{ujlkt3k_{n+1}-do99v9g_{n-1}}{2T}$計(jì)算vN
(3)在(2)中若采用A選項(xiàng)的算法,那么物體增加的動能將略大于(選填“略大于”、“略小于”或“等于”)減小的重力勢能.

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12.如圖所示的電路中,燈泡L1、L2電阻一定,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,A為內(nèi)阻可忽略的電流表,V為內(nèi)阻很大的電壓表,當(dāng)滑動變阻器R滑動觸頭向圖中b端移動時(shí),下列判斷正確的是( 。
A.燈泡L1變暗B.燈泡L2變亮
C.電壓表V的讀數(shù)變大D.電流表A的讀數(shù)變大

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13.神經(jīng)纖維可分為有髓鞘和無髓鞘兩大類,現(xiàn)代生物學(xué)認(rèn)為,髓鞘是由多層類脂物質(zhì)--髓質(zhì)累積而成,具有很大的電阻,經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得髓質(zhì)的電阻率為ρ=8×106Ω•m.某生物體中某段髓質(zhì)神經(jīng)纖維可看做長為20cm,半徑為4cm的圓柱體,在其兩端加上逐漸升高的電壓,當(dāng)電壓U=100V時(shí),該髓質(zhì)神經(jīng)纖維發(fā)生反應(yīng),則引起該髓質(zhì)神經(jīng)纖維產(chǎn)生感覺的最小電流為( 。
A.0.15μAB.0.31μAC.0.43μAD.0.62μA

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