Question

（1）用一橫截面為半圓形的玻璃柱體做“測定玻璃折射率”的實驗，先在白紙上放好玻璃柱體，在玻璃柱體的上側插上兩枚大頭針P₁和P₂，然后在玻璃柱體的下側觀察，調整視線使P₁的像被P₂擋住．接著在眼睛所在的一側插兩枚大頭針P₃、P₄，使P₃擋住P₁、P₂的像．P₄擋住P₃和P₁、P₂的像，在紙上標出的大頭針位置和玻璃柱體輪廓如圖1所示．
①在本題的圖上畫出所需的光路
②為了測出棱鏡玻璃的折射率，需要測量的量是

入射角i

，

折射角r

，在圖上標出它們．
③計算折射率的公式是n=

sini

sinγ

（2）光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖2A所示，a、b分別是光電門的激光發射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．
利用如圖2B所示裝置測量滑塊與長1m左右的木板間動摩擦因數，圖中木板固定在水平面上，木板的左壁固定有一個處于鎖定狀態的壓縮輕彈簧（彈簧長度與木板相比可忽略），彈簧右端與滑塊接觸，1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．現使彈簧解除鎖定，滑塊獲得一定的初速度后，水平向右運動，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.0×10^-2s和5.0×10^-2s，用游標卡尺測量小滑塊的寬度d，卡尺示數如圖2C所示．

①讀出滑塊的寬度d=

5.50

cm．
②滑塊通過光電門1的速度v₁=

2.75

m/s；滑動通過光電門2的速度v₂=

1.10

m/s；
③若用米尺測量出兩個光電門之間的距離為L，已知當地的重力加速為g，則滑塊與木板動摩擦因數表達式為

v 2 1 - v 2 2

2gL

（各量均用字母表示）．

Answer 1

分析：（1）用插針法測定半圓形玻璃磚折射率的原理是折射定律n=

sini

sinγ

．
（2）①主尺與游標尺示數之和是游標卡尺的讀數．
②用極短時間內的平均速度表示瞬時速度；已知擋光板的寬度與擋光時間，由速度公式可以求出速度．
③根據動能定理列式求解即可．

解答：解：（1）①光路圖如圖所示．

②需要測量入射角i和折射角r；
③n=

sini

sinγ

；
（2）①由圖示游標卡尺可得，主尺示數為5.5cm，游標尺示數為5=0×0.1mm=0.00cm，
寬度d=5.5cm+0.00cm=5.50cm；
②v₁=

d

t1

=

5.50×0.01m

2.0×10-2s

=2.75m/s；
v₂=

d

t2

=

5.50×0.01m

5.0×10-2s

=1.10m/s；
③根據動能定理，有：-μmgL=

1

2

m

v

2 2

-

1

2

m

v

2 1

；
解得：μ=

v 2 1 - v 2 2

2gL

故答案為：（1）①②如圖所示；③

sini

sinγ

．
（2）①5.50cm；②2.75m/s，1.10m/s；③

v 2 1 - v 2 2

2gL

．

點評：第一問用插針法測定半圓形玻璃磚折射率，由實驗原理律n=

sini

sinγ

分析；第二問關鍵用極短時間內的平均速度表示瞬時速度，然后根據動能定理列式分析．