Question

6．利用如圖裝置可測量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．其中AB是光滑的四分之一圓弧軌道，木板在B點(diǎn)與圓弧軌道平滑相切，C點(diǎn)在水平地面的豎直投影為C′（可利用鉛垂線確定）．重力加速度為g．其中部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①測量出軌道AB的半徑R、BC的長度L和C C′的高度h；
②將滑塊在A點(diǎn)從靜止釋放，在落地處標(biāo)記其落點(diǎn)D；
③重復(fù)以上步驟多次；將多個(gè)落地點(diǎn)用一個(gè)盡量小的圓圍住，確定出圓心D，用米尺測量圓心D到C′的距離s．
（1）本實(shí)驗(yàn)中步驟③是否應(yīng)該每次從A點(diǎn)釋放滑塊：是（填“是”或“否”）
（2）滑塊與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)?=$\frac{R}{L}$-$\frac{{s}^{2}}{4hL}$．（用測量的物理量表示）
（3）實(shí)驗(yàn)步驟③的目的是減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差．

Answer 1

分析 物塊由A到B點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理可以求出物塊到達(dá)B時(shí)的動(dòng)能；
物塊離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可以求出物塊在C點(diǎn)的速度，然后求出在C點(diǎn)的動(dòng)能；
由B到C，由動(dòng)能定理可以求出克服摩擦力所做的功；
由功的計(jì)算公式可以求出動(dòng)摩擦因數(shù)．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，本實(shí)驗(yàn)中步驟③，每次都要從A點(diǎn)釋放滑塊，從而確保有相同的初速度拋出；
（2）從A到B，由動(dòng)能定理得：mgR=E_KB-0，則物塊到達(dá)B時(shí)的動(dòng)能：E_KB=mgR；
離開C后，物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，
水平方向：s=v_Ct，
豎直方向：h=$\frac{1}{2}$gt²，
物塊在C點(diǎn)的動(dòng)能：E_KC=$\frac{1}{2}$mv_C²，
解得：E_KC=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；
由B到C過程中，由動(dòng)能定理得：
-W_f=$\frac{1}{2}$mv_C²-$\frac{1}{2}$mv_B²，
克服摩擦力做的功：W_f=mgR-$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；
B到C過程中，克服摩擦力做的功：
W_f=μmgL=mgR-$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$，
則：μ=$\frac{R}{L}$-$\frac{{s}^{2}}{4hL}$；
（3）實(shí)驗(yàn)步驟③的目的，是通過多次實(shí)驗(yàn)減小實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差，即減小偶然誤差．
故答案為：是；  $\frac{R}{L}$-$\frac{{s}^{2}}{4hL}$； 減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差．

點(diǎn)評 熟練應(yīng)用動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、功的計(jì)算公式即可正確解題，學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，注意實(shí)驗(yàn)誤差不會(huì)沒有，只能降低．