Question

【題目】某同學欲測量小木塊與斜面間的動摩擦因數，其實驗裝置如圖甲所示，光電門的位置B、C可沿斜面移動，木塊上固定有寬度為d的擋光窄片．物塊在斜面上滑動時，光電門可以顯示出擋光片的擋光時間．

（1）用游標卡尺測量擋光片的寬度，其示數如圖乙所示，則擋光片的寬度為_______mm．

（2）在A處用力推動物塊，物塊沿斜面下滑，依次經過B、C，光電門1、2顯示的時間分別為30 ms、40 ms，則物塊經過B處時的速度大小為______m/s（結果保留兩位有效數字），經過C處時的速度大小為

______m/s（結果保留兩位有效數字），比較物塊經過B、C處的速度大小可知，應________（選填“增大”或“減小”）斜面的傾角，直至兩光電門的示數相等．

（3）正確調整斜面的傾角后，用刻度尺測得斜面的長度L和斜面頂端與底端的高度差h，則物塊與斜面間的動摩擦因數可表示為μ=_______（用L、h表示）．

Answer 1

【答案】2.6 0.087 0.065 增大

【解析】

(1)[1]擋光片的寬度為: 2mm+6×0.1 mm=2.6 mm．

(2)[2][3][4]在極短的時間內，可將物塊經過光電門的平均速度視為瞬時速度，故物塊經過B、C時的速度大小分別為:

vB=m/s=0.087m/s

vC=m/s=0.065 m/s

由于vC<vB，物塊做減速線運動，物塊所受重力沿斜面向下的分力小于其所受的滑動摩擦力，故應增大斜面的傾角，直至兩光電門的示數相等，說明物塊做勻速直線運動．

(3)[5]設物塊的質量為m、斜面的傾角為，物塊受力平衡，有

結合幾何關系解得: