Question

10．為了測定滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數μ，某同學設計了如圖所示的實驗裝置，其中圓弧形滑槽末端與桌面相切．第一次實驗時，滑槽固定于桌面右端，滑槽末端與桌面右端M對齊，小球從滑槽頂端由靜止釋放，落在水平地面上的P點；第二次實驗時，滑槽固定于桌面左側，測出滑槽末端N與桌面右端M的距離為L，小球從滑槽頂端由靜止釋放，落在水平面上的Q點．已知重力加速度為g，不計空氣阻力，滑塊與滑槽之間有摩擦力．
（1）實驗還需要測出的物理量是BCD（用代號表示）．
A．滑槽的高度h；
B．桌子的高度H；
C．O點到P點的距離d₁；
D．O點到Q點的距離d₂；
E．滑塊的質量m．
（2）實驗中需要用到的測量工具（儀器）有刻度尺．
（3）寫出動摩擦因數μ的表達式是μ=$\frac{kdkoog2_{1}^{2}-z2n7lhe_{2}^{2}}{4HL}$．

Answer 1

分析 （1）滑塊離開桌面受做平拋運動，要求出滑塊滑下軌道時的速度，應測出桌面的高度，O與P間、O與Q間的距離；
（2）根據實驗需要測量的量確定需要的實驗器材；
（3）由平拋運動知識求出滑塊離開軌道及離開桌面的速度，由動能定理可以求出動摩擦因素的表達式．

解答 解：（1）滑塊離開桌面后做平拋運動，實驗需要測出滑塊離開滑槽與離開桌面時的速度，因此實驗時需要測出：桌子的高度H；O點到P點的距離d₁；O點到Q點的距離d₂；故選BCD．
（2）測量高度與距離需要用刻度尺．
（3）滑塊離開桌面后做平拋運動，在豎直方向上：H=$\frac{1}{2}$gt²，在水平方向上：d₁=v₀t，d₂=vt，滑塊在桌面上運動時，要克服摩擦力做功，由動能定理得：-μmgL=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$mv₀²，解得：μ=$\frac{omeewl7_{1}^{2}-wtt2t2i_{2}^{2}}{4HL}$．
故答案為：（1）BCD；（2）刻度尺；（3）$\frac{lqfj7v6_{1}^{2}-qv7zde2_{2}^{2}}{4HL}$

點評 該實驗有一定的創(chuàng)新性，其實很多復雜的實驗其實驗原理都是來自我們所學的基本規(guī)律，這點要在平時訓練中去體會；理解實驗原理是正確解題的關鍵．