Question

3．如圖甲所示，利用該裝置可以探究木塊與砂紙之間的動摩擦因數(shù)．實(shí)驗(yàn)桌面上O點(diǎn)的左側(cè)光滑，從O點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)桌的右邊緣平鋪一塊薄硬砂紙并固定（0點(diǎn)兩側(cè)可視為同一水平面），實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)木塊A位于O點(diǎn)時，沙桶B剛好接觸地面，將A拉到M點(diǎn)，待B穩(wěn)定且靜止后釋放，A最終停到N點(diǎn)，測出MO和ON的長度分別為h和L，改變木塊釋放點(diǎn)M的位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，分別記錄多組h和L的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
①實(shí)驗(yàn)開始時，發(fā)現(xiàn)A釋放后會撞到滑輪，要使A撞不到滑輪，請你至少提出一個解決方案：增大A的質(zhì)量、減小B的質(zhì)量、．
②問題解決后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以h為縱坐標(biāo)，L為橫坐標(biāo)，如圖乙所示，作出h-L的關(guān)系圖象應(yīng)該是C
③某次實(shí)驗(yàn)測得h和L之比為k₁，A、B的質(zhì)量之比為k₂，則此次測得的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{{K}_{1}}{1+{K}_{2}}$（用k₁、k₂表示）．

Answer 1

分析 B減少的重力勢能轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的內(nèi)能和A、B的動能，A釋放后會撞到滑輪，說明B減少的勢能太多，轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的內(nèi)能太少，從而找作答依據(jù)．
對在B下落至臨落地時和在B落地后，A運(yùn)動到N，兩個過程運(yùn)用動能定理，求得μ的表達(dá)式．

解答 解：（1）B減少的重力勢能轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的內(nèi)能和AB的動能，A釋放后會撞到滑輪，說明B減少的勢能太多，轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的內(nèi)能太少，可以通過減小B的質(zhì)量；增加細(xì)線的長度（或增大A的質(zhì)量；降低B的起始高度）解決．故解決方法有：可以通過增大A的質(zhì)量，減小B的質(zhì)量；
（2）根據(jù)動能定理可知m_Bgh-μm_AgL=0-0，解得h=$\frac{μ{m}_{A}}{{m}_{B}}L$，故C正確
（3）設(shè)A、B的質(zhì)量分別為m、M．
則B下落至臨落地時根據(jù)動能定理有：Mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）v²，
在B落地后，A運(yùn)動到N有$\frac{1}{2}$mv²=μmgL，
又因?yàn)?\frac{m}{M}={K}_{2}$，$\frac{h}{L}={K}_{1}$．
所以解得μ=$\frac{{K}_{1}}{1+{K}_{2}}$
故答案為：（1）增大A的質(zhì)量、減小B的質(zhì)量
②C                                            
③$\frac{{K}_{1}}{1+{K}_{2}}$

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)要明白實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，懂得�?shí)驗(yàn)原理，科學(xué)選擇器材，合理安排實(shí)驗(yàn)步驟，細(xì)心記錄數(shù)據(jù)，認(rèn)真分析和處理數(shù)據(jù)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論