Question

7．某小組探究伽利略理想斜面實驗，其實驗器材有：滑塊、斜面及粗糙程度可以改變的水平長直木板，如圖甲所示．實驗時，在水平長直木板旁邊放上刻度尺，滑塊可以從斜面平穩(wěn)地滑行到水平長直木板上．重力加速度為g，請完成下列填空：

（1）實驗時應使滑塊從同一位置由靜止狀態(tài)滑下，研究滑塊在長直木板上運動的距離．
（2）由實驗現象發(fā)現：長直木板越光滑，滑塊在長直木板上運動得越遠．由此可得出的實驗推論是當長直木板完全光滑時，滑塊將在長直木板上做勻速直線運動．
（3）圖乙是每隔△t時間曝光一次得到滑塊在某長直木板上運動過程中的照片，測得滑塊之間的距離分別是s₁、s₂、s₃、s₄，由此可估算出滑塊與該長直木板間的動摩擦因數μ=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}-{s}_{3}-{s}_{4}}{4g△{t}^{2}}$  （需要用s₁、s₂、s₃、s₄字符表示）．

Answer 1

分析 （1）根據伽利略“理想實驗”的內容、方法、原理分析實驗的條件；
（2）根據實驗的現象，以及斜面實驗的原理分析得出實驗的推論；
（3）根據勻變速直線運動的推論求出加速度，然后得出動摩擦因數的表達式．

解答 解：（1）根據伽利略“理想實驗”的內容與原理可知，需要小車到達水平面時的速度是相同的，所以在實驗的過程中要求小車從同一個位置釋放；
（2）根據實驗的情況，可以得出的結論為：水平面越光滑，小車滑得越遠，當水平面完全光滑時，小車將在長木板上保持勻速直線運動；
（3）小車在水平面內做勻變速直線運動，結合勻變速直線運動的推論，則：
a=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}-{s}_{3}-{s}_{4}}{4△{t}^{2}}$
根據牛頓第二定律可知：a=$\frac{μmg}{m}$=μg
所以水平面的動摩擦因數：μ=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}-{s}_{3}-{s}_{4}}{4g△{t}^{2}}$
故答案為：（1）靜止；（2）勻速直線；（3）$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}-{s}_{3}-{s}_{4}}{4g△{t}^{2}}$．

點評 本題利用伽利略“理想實驗”的方法測量水平面上的動摩擦因數方法，要注意明確牛頓第二定律的應用以及勻變速直線運動規(guī)律的應用．