Question

【題目】測(cè)量小物塊Q與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。AB是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的P板的上表面BC在B點(diǎn)相切，C點(diǎn)在水平地面的垂直投影為C′。重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用天平稱(chēng)出物塊Q的質(zhì)量m；

②測(cè)量出軌道AB的半徑R、BC的長(zhǎng)度L和CC/的高度h；

③將物塊Q在A點(diǎn)由靜止釋放，在物塊Q落地處標(biāo)記其落地點(diǎn)D；

④重復(fù)步驟③，共做10次；

⑤將10個(gè)落地點(diǎn)用一個(gè)盡量小的圓圍住，用米尺測(cè)量圓心到C′的距離s。

（1）用實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量量表示：

（ⅰ）物塊Q到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB＝__________；

（ⅱ）物塊Q到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkC＝__________；

（ⅲ）在物塊Q從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，物塊Q克服摩擦力做的功Wf＝__________；

（ⅳ）物塊Q與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝__________。

（2）回答下列問(wèn)題：

（ⅰ）實(shí)驗(yàn)步驟④⑤的目的是 。

（ii）已知實(shí)驗(yàn)測(cè)得的μ值比實(shí)際值偏大，其原因除了實(shí)驗(yàn)中測(cè)量量的誤差之外，其它的可能是 （寫(xiě)出一個(gè)可能的原因即可）

Answer 1

【答案】（1）（ⅰ）mgR（ⅱ）（ⅲ）mgR-（ⅳ）

（2）減小實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差 圓弧軌道存在摩擦（或接縫B處不平滑等）

【解析】

試題（1）①從A到B，由動(dòng)能定理得：mgR=EKB-0，則物塊到達(dá)B時(shí)的動(dòng)能：EKB=mgR；

②離開(kāi)C后，物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：s=vCt，豎直方向：h=gt2，

物塊在C點(diǎn)的動(dòng)能：EKC=mvC2，解得：EKC=；

③由B到C過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：-Wf=mvC2-mvB2，

克服摩擦力做的功：Wf=mgR-；

④B到C過(guò)程中，克服摩擦力做的功：

Wf=μmgL=mgR-，則：μ=；

（2）實(shí)驗(yàn)步驟④⑤的目的，是通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)減小實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差；實(shí)驗(yàn)測(cè)得的μ值比實(shí)際值偏大，其原因除了實(shí)驗(yàn)中測(cè)量量的誤差之外，其他的可能是圓弧軌道存在摩擦，接縫B處不平滑等．