Question

10．為了測(cè)定滑塊與水平桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中圓弧形滑槽末端與桌面相切．第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑槽固定于桌面右端，滑槽末端與桌面右端M對(duì)齊，小球從滑槽頂端由靜止釋放，落在水平地面上的P點(diǎn)；第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑槽固定于桌面左側(cè)，測(cè)出滑槽末端N與桌面右端M的距離為L(zhǎng)，小球從滑槽頂端由靜止釋放，落在水平面上的Q點(diǎn)．已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，滑塊與滑槽之間有摩擦力．
（1）實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)出的物理量是BCD（用代號(hào)表示）．
A．滑槽的高度h；
B．桌子的高度H；
C．O點(diǎn)到P點(diǎn)的距離d₁；
D．O點(diǎn)到Q點(diǎn)的距離d₂；
E．滑塊的質(zhì)量m．
（2）實(shí)驗(yàn)中需要用到的測(cè)量工具（儀器）有刻度尺．
（3）寫(xiě)出動(dòng)摩擦因數(shù)μ的表達(dá)式是μ=$\frac{fq9awlv_{1}^{2}-sjcxzuc_{2}^{2}}{4HL}$．

Answer 1

分析 （1）滑塊離開(kāi)桌面受做平拋運(yùn)動(dòng)，要求出滑塊滑下軌道時(shí)的速度，應(yīng)測(cè)出桌面的高度，O與P間、O與Q間的距離；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的量確定需要的實(shí)驗(yàn)器材；
（3）由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)求出滑塊離開(kāi)軌道及離開(kāi)桌面的速度，由動(dòng)能定理可以求出動(dòng)摩擦因素的表達(dá)式．

解答 解：（1）滑塊離開(kāi)桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)需要測(cè)出滑塊離開(kāi)滑槽與離開(kāi)桌面時(shí)的速度，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)出：桌子的高度H；O點(diǎn)到P點(diǎn)的距離d₁；O點(diǎn)到Q點(diǎn)的距離d₂；故選BCD．
（2）測(cè)量高度與距離需要用刻度尺．
（3）滑塊離開(kāi)桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)時(shí)，要克服摩擦力做功，由動(dòng)能定理得：-μmgL=$\frac{1}{2}$mv²-$\frac{1}{2}$mv₀²，解得：μ=$\frac{vrqhyvm_{1}^{2}-vyadkqn_{2}^{2}}{4HL}$．
故答案為：（1）BCD；（2）刻度尺；（3）$\frac{9thrpbh_{1}^{2}-br9fnt9_{2}^{2}}{4HL}$

點(diǎn)評(píng) 該實(shí)驗(yàn)有一定的創(chuàng)新性，其實(shí)很多復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)其實(shí)驗(yàn)原理都是來(lái)自我們所學(xué)的基本規(guī)律，這點(diǎn)要在平時(shí)訓(xùn)練中去體會(huì)；理解實(shí)驗(yàn)原理是正確解題的關(guān)鍵．