Question

8．某同學(xué)要測量木塊與木塊間的動摩擦因數(shù)，使用如下實驗器材進行實驗：傾角固定的斜面（傾角 θ已知）、木塊、秒表、米尺，如圖所示，他把木板固定在斜面上，讓木塊從斜面上由靜止開始滑下
（1）實驗中應(yīng)測量和記錄的物理量是斜面的長度L與木塊的運動時間t
（2）動摩擦因數(shù)的表達式是μ=tanθ-$\frac{2L}{g{t}^{2}cosθ}$（用所測物理量符合表示）
（3）為減小實驗誤差給出一條合理化建議：多次測量取平均值．

Answer 1

分析 木塊沿斜面下滑，用刻度尺測出斜面的長度，即木塊的位移，用秒表測出木塊的運動時間，由勻變速運動的位移公式可以求出木塊的加速度；再用刻度尺測出斜面的高度，由數(shù)學(xué)知識求出斜面的傾角；最后對木塊進行受力分析，由牛頓第二定律列方程，然后求出動摩擦因數(shù)．

解答 解：（1）木塊沿斜面下滑，做初速度為零的勻加速直線運動，
由勻變速直線運動的位移公式得：L=$\frac{1}{2}$at²，木塊的加速度：a=$\frac{2L}{{t}^{2}}$；
對木塊，由牛頓第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，
解得：μ=tanθ-$\frac{2L}{g{t}^{2}cosθ}$，要測動摩擦因數(shù)μ，
需要測出斜面的長度L與木塊的運動時間t；
（2）由（1）可知，動摩擦因素的表達式為：
（3）多次測量取平均值可以減小實驗誤差；
故答案為：（1）斜面的長度L與木塊的運動時間t；（2）tanθ-$\frac{2L}{g{t}^{2}cosθ}$；（3）多次測量取平均值．

點評 物體沿斜面下滑是一個重要的物理模型，這類問題變化多樣，包含豐富的物理知識，一定要對該過程中摩擦力、彈力、重力沿斜面的分力、加速度等物理量的變化分析透徹．