Question

17．為了測定滑塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置．其中，a是質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點），b是可以固定于桌面的滑槽（滑槽末端與桌面相切）．第一次實驗時，將滑槽固定于水平桌面的右端，滑槽的末端與桌面的右端M對齊，讓滑塊a從滑槽上最高點由靜止釋放滑下，落在水平地面上的P點；第二次實驗時，將滑槽固定于水平桌面的左端，測出滑槽的末端N 與桌面的右端M的距離為L，讓滑塊a再次從滑槽上最高點由靜止釋放滑下，落在水平地面上的P′點．已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，不計空氣阻力．

①實驗中不需要測量的物理量（用文字和字母表示）：D
A．桌子的高度H  
B．O點到P點的距離d₁
C．O點到P′點的距離d₂
D．滑槽上最高點到水平桌面高度h
②寫出滑塊a與桌面間的動摩擦因數(shù)的表達(dá)式是（用測得的物理量的字母表示）：μ=$\frac{d_1^2-d_2^2}{4HL}$．

Answer 1

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(dá)式．

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P’點的距離d₂；不需要測量的是滑槽上最高點到水平桌面高度h
本題選擇不需要測量的，故選：D
（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=$\frac{d_1^2-d_2^2}{4HL}$
故答案為：（1）D；（2）$\frac{d_1^2-d_2^2}{4HL}$

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．