Question

3．為測定木塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ，某同學讓木塊從斜面上端自靜止起做勻加速運動，如圖所示；他使用的實驗器材僅限于①傾角固定的斜面（傾角未知），②木塊（可視為質(zhì)點），③秒表，④米尺．（重力加速度g為已知） 
請寫出實驗中應記錄的物理量及其符號是斜面長度L、斜面高度h、木塊下滑的時間t，斜面對應的底邊長d．
計算動摩擦因數(shù)的表達式是μ=$\frac{h}d6k8ujf-\frac{2{L}^{2}}{gd{t}^{2}}$．

Answer 1

分析 木塊沿斜面下滑，用刻度尺測出斜面的長度，即木塊的位移，用秒表測出木塊的運動時間，由勻變速運動的位移公式可以求出木塊的加速度；再用刻度尺測出斜面的高度，由數(shù)學知識求出斜面的傾角；最后對木塊進行受力分析，由牛頓第二定律列方程，然后求出動摩擦因數(shù)．

解答 解：實驗中需要測出：斜面的長度L，斜面的高度h，斜面的底面邊長d，木塊下滑的時間t；
木塊做初速度為零的勻加速運動，則L=$\frac{1}{2}$at²，木塊的加速度a=$\frac{2L}{{t}^{2}}$；
對木塊，受力分析，由牛頓第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，
設(shè)斜面傾角為θ，sinθ=$\frac{h}{L}$，cosθ=$\fracjsxqjet{L}$，
解得：μ=$\frac{h}kib8uzj-\frac{2{L}^{2}}{gd{t}^{2}}$；
故答案為：斜面長度L、斜面高度h、木塊下滑的時間t，斜面對應的底邊長d； $\frac{h}p2g6vwx-\frac{2{L}^{2}}{gd{t}^{2}}$．

點評 物體沿斜面下滑是一個重要的物理模型，這類問題變化多樣，包含豐富的物理知識，一定要對該過程中摩擦力、彈力、重力沿斜面的分力、加速度等物理量的變化分析透徹．