Question

6．某同學想根據(jù)所學的平拋運動的知識，用來測定滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ．他設計了如圖的實驗裝置，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，末端與桌子右邊緣對齊，讓滑塊從滑槽的頂端由靜止釋放，落在水平面的P點；第二次實驗時，滑槽固定于桌面左側，測出末端N與桌子右端M的距離為L，滑塊從滑槽頂端由靜止釋放，落在水平面的Q點，已知重力加速度為g，不計空氣阻力．

（1）實驗還需要測出的物理量是（用代號表示）：BCD．
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）利用上述試驗中測得的物理量，可求出滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{9vnyle7_{1}^{2}-tdf9mtv_{2}^{2}}{4HL}$．
（3）在第二次試驗時，若由于操作失誤，使滑塊具有一定初速度從滑槽的頂端下滑，則所得的動摩擦因數(shù)等于真實值（選填“大于”“小于”或“等于”）

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）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；
（3）如果滑塊沒有離開桌面，滑塊在桌面上做勻減速運動，最后速度變?yōu)榱�，由動能定理可以求出動摩擦因�?shù)．

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）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=$\frac{8q4gtc5_{1}^{2}-sgpn4b0_{2}^{2}}{4HL}$．
（3）如果第二次實驗時，使滑塊具有一定初速度從滑槽的頂端下滑，則拋出的初速度偏大，
由上分析可知，不會影響測量結果，仍等于．
故答案為：（1）BCD；（2）$\frac{l9fvxdx_{1}^{2}-sojx4q7_{2}^{2}}{4HL}$；（3）等于．

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．