Question

19．如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量小滑塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，彈簧左端固定，右端頂住小滑塊（滑塊與彈簧不連接，小滑塊上固定有擋光條），開(kāi)始時(shí)使彈簧處于壓縮狀態(tài)，O點(diǎn)是小滑塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初始位置，某時(shí)刻釋放小滑塊，小滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)A處的光電門(mén)最后停在B處，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．
（1）為了測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，需要測(cè)量小滑塊上的遮光條寬度d及與光電門(mén)相連數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間△t，還需測(cè)量的物理量及其符號(hào)是光電門(mén)和B點(diǎn)之間的距離L．
（2）利用測(cè)量的量表示動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{ysaum4q^{2}}{2gL△{t}^{2}}$．
（3）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，OA之間的距離不能小于彈簧的壓縮量．

Answer 1

分析 （1）很短的時(shí)間內(nèi)，我們可以用這一段的平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，由此可以求得鐵塊的速度大小；根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的公式可以判斷求動(dòng)摩擦因數(shù)需要的物理量；
（2）由滑塊的運(yùn)動(dòng)情況可以求得鐵塊的加速度的大小，再由牛頓第二定律可以求得摩擦力的大小，再由滑動(dòng)摩擦力的公式可以求得滑動(dòng)摩擦因數(shù)；
（3）根據(jù)測(cè)量的原理即可判斷出OA之間的距離．

解答 解：（1）（2）根據(jù)極限的思想，在時(shí)間很短時(shí)，我們可以用這一段的平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，所以鐵塊通過(guò)光電門(mén)l的速度是v=$\frack0m4wk2{t}$
要測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，由f=μF_N  可知要求μ，需要知道摩擦力和壓力的大��；
小滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)A處的光電門(mén)，最后停在B處，滑塊做的是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)光電門(mén)和B點(diǎn)之間的距離L，由速度位移的關(guān)系式可得，
v²=2aL 
對(duì)于整體由牛頓第二定律可得，
Mg-f=Ma  
因?yàn)閒=μF_N，
所以由以上三式可得：μ=$\frac{2ggmu62^{2}}{2gL△{t}^{2}}$；需要測(cè)量小滑塊上的遮光條寬度d及與光電門(mén)相連數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間△t，以及光電門(mén)和B點(diǎn)之間的距離L；
（3）在推導(dǎo)動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式的過(guò)程中，我們需注意到，速度位移的關(guān)系式v²=2aL中，滑塊做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，即滑塊一直做減速運(yùn)動(dòng)，可知 OA之間的距離不能小于彈簧的壓縮量．
故答案為：（1）光電門(mén)和B點(diǎn)之間的距離L；（2）$\frac{8kuwwaa^{2}}{2gL△{t}^{2}}$；（3）彈簧的壓縮量

點(diǎn)評(píng) 測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力的大小是通過(guò)牛頓第二定律計(jì)算得到的，加速度是通過(guò)鐵塊的運(yùn)動(dòng)情況求出來(lái)的．
運(yùn)用動(dòng)能定理來(lái)求解彈性勢(shì)能，注意摩擦力做負(fù)功．