Question

20．如圖所示的器材是一木質(zhì)軌道（其傾斜部分與水平部分平滑連接，水平部分足夠長），另有小鐵塊、兩枚圖釘、一條細(xì)線（足夠長）、一個(gè)量角器，用上述器材測定小鐵塊與木質(zhì)軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．實(shí)驗(yàn)步驟如下，請將不完整的三步補(bǔ)充完整．
（1）將小鐵塊從傾斜軌道上A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)至水平軌道上B點(diǎn)靜止；
（2）用圖釘把細(xì)線拉緊固定在A、B兩點(diǎn)間；
（3）用量角器測量細(xì)線與水平軌道間的夾角θ；
（4）動(dòng)摩擦因數(shù)表示為u=tanθ．

Answer 1

分析 物塊在下滑到停止的過程中，有重力做功和摩擦力做功，根據(jù)動(dòng)能定理求出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，從而確定要測量的物理量．

解答 解：設(shè)斜面的傾角為θ，斜面的高度為h，釋放點(diǎn)與停止位置間的水平距離為s，對全過程運(yùn)用動(dòng)能定理得，
mgh-μmgcosθ•s₁-μmgs₂=0
因?yàn)閟₁cosθ+s₂=s
整體得，mgh-μmgs=0
則μ=$\frac{h}{s}$=tanθ．
可知只要測量出初末位置的連線與水平方向的夾角，即可求出動(dòng)摩擦因數(shù)．
實(shí)驗(yàn)時(shí)，將圖釘固定于A、B兩點(diǎn)，測出細(xì)線與水平方向的夾角θ，則μ=$\frac{h}{s}$=tanθ．
故答案為：（2）拉緊固定在A、B兩點(diǎn)間； （3）細(xì)線與水平軌道間的夾角θ；（4）u=tanθ．

點(diǎn)評 本題通過動(dòng)能定理得出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，從而確定要測量的物理量．也可以通過動(dòng)力學(xué)知識(shí)進(jìn)行求解．