Question

17．為測(cè)定小物塊P與圓形轉(zhuǎn)臺(tái)B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)（設(shè)滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力相等），某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行如下操作：
A．一遮光片沿半徑方向固定并伸出轉(zhuǎn)臺(tái)，測(cè)出遮光片遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的一端到圓心的距離為L(zhǎng)
B．測(cè)得遮光片寬為d，如圖乙所示；
C．將小物塊P放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，并讓電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)光電門(mén)的位置，使固定在轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的遮光片遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的一端恰好能掃過(guò)光電門(mén)的激光束；
D．轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，從與光電門(mén)連接的計(jì)時(shí)器讀出遮光片單次經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為△t；
E．不斷調(diào)整小物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離，當(dāng)距離為r時(shí)，小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)恰好不會(huì)被甩出．已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．

（1）遮光片的寬度d=0.52cm；
（2）轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的角速度ω=$\fracn56jubw{L△t}$（用所測(cè)物理量符號(hào)表示．）
（3）小物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{rhv4wh3t^{2}}{g{L}^{2}△{t}^{2}}$ （用所測(cè)物理量符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 （1）解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀
（2）（3）先根據(jù)遮光片求出轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度，設(shè)小物塊的質(zhì)量為m，在恰好不被甩出時(shí)，最大摩擦力提供向心力，根據(jù)向心力公式結(jié)合線(xiàn)速度和角速度的關(guān)系即可求解．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0.5cm，游標(biāo)尺上第2個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為2×0.1mm=0.2mm=0.02cm，
所以最終讀數(shù)為：0.5m+0.02cmm0.52cm．
（2）轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)速度v=$\fracr7kb3vt{△t}$，角速度ω=$\frac{v}{L}=\frac8mvi2ki{L△t}$
（3）設(shè)小物塊的質(zhì)量為m，在恰好不被甩出時(shí)，最大摩擦力提供向心力，則有：
μmg=mω²r
解得：μ=$\frac{rh28resp^{2}}{gL△{t}^{2}}$   
故答案為：（1）0.52；（2）$\fracnm22lpm{L△t}$；（3）$\frac{rvpaqzsf^{2}}{gL△{t}^{2}}$

點(diǎn)評(píng) 解答本題要知道光電門(mén)的測(cè)速原理，在時(shí)間較短的情況下可以用平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，知道在恰好不被甩出時(shí)，最大摩擦力提供向心力，難度不大，屬于基礎(chǔ)題