Question

某研究小組設(shè)計了一種“用一把尺子測定動摩擦因數(shù)”的實驗方案．如圖所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端與桌面相切），B是質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點）．

第一次實驗，如圖（a）所示，將滑槽末端與桌面右端M對齊并固定，讓滑塊從滑槽最高點由靜止滑下，最終落在水平地面上的P點，測出M距離地面的高度h、M與P間的水平距離x₁；
第二次實驗，如圖（b）所示，將滑槽沿桌面向左移動一段距離并固定，讓滑塊B再次從滑槽最高點由靜止滑下，最終落在水平地面上的P′點，測出滑槽末端與桌面右端M的距離L、M與P′ 間的水平距離x₂．
（1）在第二次實驗中，滑塊在滑槽末端時的速度大小為_____________．（用實驗中所測物理量的符號表示，已知重力加速度為g）．
（2）若實驗中測得h＝25cm、x₁＝30cm、L＝10cm、x₂＝20cm，則滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ＝_________．

Answer 1

（1）（2）0.5

解析試題分析：（1）利用平拋運動的規(guī)律測出滑塊從桌面邊緣飛出的速度大小，因此需要測量兩次滑塊平拋的水平方向位移和桌面高度．（2）從N到M過程中利用動能定理或者運動學(xué)公式即可求出動摩擦因數(shù)的表達式．
解：（1）該實驗實驗原理為：測出滑塊在N點M點速度大小，然后根據(jù)動能定理或者運動學(xué)公式列方程，進一步測出滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)，因此需要測量N、M兩點速度的大小，N點速度即為滑塊滑到滑槽底端的速度，可以通過第一次實驗測得，根據(jù)平拋規(guī)律，測量出MO的高度h以及OP距離x₁即可，M點速度通過第二次實驗測得，只需測量出OP′距離x₂即可．故答案為：MO的高度h，OP距離x₁，OP′距離x₂．
設(shè)滑塊滑到底端的速度為v0，通過第一次實驗測量有：得到滑塊在滑槽末端時的速度大小為，
設(shè)滑塊滑到M點速度為vM，通過第二次實驗測量有：
x₂=v_Mt   ③
從N到M過程中，根據(jù)功能關(guān)系有：
 ④
聯(lián)立①②③④解得：代入數(shù)值得．
考點：探究影響摩擦力的大小的因素．
點評：該實驗有一定的創(chuàng)新性，其實很多復(fù)雜的實驗其實驗原理都是來自我們所學(xué)的基本規(guī)律，這點要在平時訓(xùn)練中去體會．