命題點(diǎn)3與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)的計(jì)算型試驗(yàn)5.[測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)/2024湖北“宜荊荊恩”起點(diǎn)考試]某試驗(yàn)小組用如圖甲所示的裝置測(cè)量物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù).左端有光滑輕質(zhì)定滑輪的木板水平固定在桌面上，木板上安裝的兩個(gè)光電門1、2中心間距離L＝0.250m，繞過定滑輪的細(xì)線一端連在裝有遮光片的物塊上，連接物塊的細(xì)線與木板平行，另一端吊著裝有沙的沙桶，先將物塊固定在木板右側(cè).已知物塊和遮光片的總質(zhì)量為0.5kg，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝10m/s2.圖甲圖乙（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光片的寬度如圖乙所示，則遮光片的寬度d＝5.45mm.（2）釋放物塊，物塊上的遮光片通過光電門1、2時(shí)的遮光時(shí)間分別為t1＝1.09×10－2s、t2＝5.45×10－3s，物塊運(yùn)動(dòng)的加速度a＝1.5m/s2.（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（3）若沙桶和沙的總質(zhì)量為0.2kg，物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.19.（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）解析（1）依據(jù)圖乙可知該游標(biāo)卡尺為20分度的游標(biāo)卡尺，分度值為120mm＝0.05mm，則結(jié)合游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知遮光片的寬度為d＝5mm＋0.05×9mm＝5.（2）由于遮光片的遮光時(shí)間很短，所以遮光片通過光電門的平均速度近似等于物塊經(jīng)過光電門中心時(shí)的瞬時(shí)速度，則物塊經(jīng)過光電門1中心時(shí)的速度大小為v1＝dt1＝5.45×10－3m1.09×10－2s＝0.5m/s，經(jīng)過光電門2中心時(shí)的速度大小為v2＝dt2（3）設(shè)細(xì)線的拉力大小為F，則對(duì)物塊和遮光片由牛頓其次定律有F－μm物遮g＝m物遮a，對(duì)沙桶和沙由牛頓其次定律有m桶沙g－F＝m桶沙a，聯(lián)立可得m桶沙g－μm物遮g＝（m物遮＋m桶沙）a，代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.19.6.[測(cè)重力加速度]某探討性學(xué)習(xí)小組接受如圖甲所示的裝置測(cè)量重力加速度g.供應(yīng)的器材有：氣墊導(dǎo)軌（總長(zhǎng)度為L(zhǎng)）、滑塊（總質(zhì)量為m，裝有寬度為d的遮光板）、光電門兩只（接數(shù)字計(jì)時(shí)器）、墊塊若干、米尺.在一次試驗(yàn)中，測(cè)出導(dǎo)軌頂端距水平面的高度為h，兩光電門間的距離為s.打開氣泵，讓滑塊從導(dǎo)軌頂端由靜止起先向下運(yùn)動(dòng)，讀出遮光板從光電門1到達(dá)光電門2所用的時(shí)間t.（1）運(yùn)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光板的寬度d如圖乙所示，則遮光板的寬度d＝0.510cm.（2）保持光電門1的位置不變，變更光電門2的位置，測(cè)量?jī)蓚€(gè)光電門之間的距離s并記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)間t，依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出st－t圖像如圖丙所示，若圖中直線的斜率為k，依據(jù)圖像得出重力加速度g＝2kLh（3）若滑塊與導(dǎo)軌間還有較小的大小為Ff的摩擦力，則重力加速度測(cè)量結(jié)果表達(dá)式修正為g＝（2k＋Ffm）Lh解析（1）主尺讀數(shù)為5mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×2mm＝0.10mm，所以讀數(shù)為5mm＋0.10mm＝5.10mm＝0.510cm，即遮光板的寬度為d＝0.510cm.（2）設(shè)遮光板經(jīng)過光電門1的速度為v，依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有s＝vt＋12at2，整理有st＝v＋12at，又mgsinθ＝ma，由幾何關(guān)系有sinθ＝hL，所以有st＝v＋h2Lgt，結(jié)合題意有k＝（3）若滑塊與導(dǎo)軌間存在摩擦力Ff，對(duì)滑塊