Question

【題目】氣墊導軌是研究與運動有關的實驗裝置，也可以用來研究功能關系．如圖甲所示，在氣墊導軌的左端固定一輕質彈簧，軌道上有一滑塊A緊靠彈簧但不連接，滑塊的質量為m．

（1）用游標卡尺測出滑塊A上的擋光片的寬度，讀數(shù)如圖乙所示，則寬度d=cm；
（2）利用該裝置研究彈簧對滑塊做功的大小；某同學打開氣源，調節(jié)裝置，使滑塊可以靜止懸浮在導軌上，然后用力將滑塊A壓緊到P點，釋放后，滑塊A上的擋光片通過光電門的時間為△t，則彈簧對滑塊所做的功為 ． （用題中所給字母表示）
（3）利用該裝置測量滑塊與導軌間的動摩擦因數(shù)；關閉氣源，仍將滑塊A由P點釋放，當光電門到P點的距離為x時，測出滑塊A上的擋光片通過光電門的時間為t，移動光電門，測出多組數(shù)據(jù)（滑塊都能通過光電門），并繪出 圖象．如圖丙所示，已知該圖線斜率的絕對值為k，則滑塊與導軌間的滑動摩擦因數(shù)為 ．

Answer 1

【答案】
（1）0.960
（2）
（3）
【解析】解：（1）主尺讀數(shù)為：9mm；游標尺分度為0.05mm，第12個刻度對齊，故游標尺讀數(shù)為：0.05×12mm=0.60mm，故寬度為：d=9+0.60=9.60mm=0.960cm．（2）滑塊通過光電門已經是勻速運動了，其平均速度為： ，瞬時速度等于平均速度，故瞬時速度為： ，此時滑塊動能全部由彈簧彈性勢能轉化而來，故彈簧做功為： ；（3）每次都有P釋放，則每次彈簧彈性勢能都相同，由能量轉化和守恒可得：
①
解得：
②
由于 ，故 ，帶入可得：
動摩擦因數(shù)為：
所以答案是：（1）0.960；（2） ；（3）
【考點精析】認真審題，首先需要了解功能關系(當只有重力（或彈簧彈力）做功時，物體的機械能守恒；重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2；合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W 合 =E k2 -E k1 （動能定理）；除了重力（或彈簧彈力）之外的力對物體所做的功等于物體機械能的變化:W F =E 2 -E 1)．