Question

15．圖示的實驗裝置可以測量“小滑塊與小平面之間的支摩擦因數(shù)μ”．彈簧左端固定，右端頂住小滑塊（滑塊與彈簧不連接），開始時使彈簧處于壓縮狀態(tài)，O點是小滑塊開始運動的初始位置．某時刻釋放小滑塊，小滑塊在水平面上運動經(jīng)過A處的光電門，最后停在B處．已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．

（1）實驗中，測得小滑塊上遮光條的寬度為d及與光電門相連的數(shù)字計時器顯示的時間為△t，則小滑塊經(jīng)過A處時的速度 v=$\fracprpiqjn{t}$．（用題中的符號表示）
（2）為了測量小滑塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)，除了（1）中所測物理量外，還需要測量的物理量是
光電門和B點之間的距離L．（說明物理意義并用符號表示）
（3）利用測量的量表示動摩擦因數(shù)μ=$\frac{ynkxuwy^{2}}{2gL△{t}^{2}}$．（用題中所測的物理量的符號表示）

Answer 1

分析 （1）很短的時間內(nèi)，我們可以用這一段的平均速度來代替瞬時速度，由此可以求得鐵塊的速度大��；
（2）根據(jù)滑動摩擦力的公式可以判斷求動摩擦因數(shù)需要的物理量；
（3）由滑塊的運動情況可以求得鐵塊的加速度的大小，再由牛頓第二定律可以求得摩擦力的大小，再由滑動摩擦力的公式可以求得滑動摩擦因數(shù)．

解答 解：（1）根據(jù)極限的思想，在時間很短時，我們可以用這一段的平均速度來代替瞬時速度，
所以鐵塊通過光電門l的速度是v=$\fracmjb9f3h{t}$
（2）（3）要測量動摩擦因數(shù)，由f=μF_N  可知要求μ，需要知道摩擦力和壓力的大��；小滑塊在水平面上運動經(jīng)過A處的光電門，最后停在B處，滑塊做的是勻減速直線運動，根據(jù)光電門和B點之間的距離L，由速度位移的關(guān)系式可得，
v²=2aL 
對于整體由牛頓第二定律可得，
Mg-f=Ma  
因為f=μF_N，
所以由以上三式可得：μ=$\frac{7zxh9on^{2}}{2gL△{t}^{2}}$；需要測量的物理量是：光電門和B點之間的距離L
故答案為：$\fracw45ymai{t}$；光電門和B點之間的距離L；$\frac{lp5ed3q^{2}}{2gL△{t}^{2}}$

點評 測量動摩擦因數(shù)時，滑動摩擦力的大小是通過牛頓第二定律計算得到的，加速度是通過鐵塊的運動情況求出來的．
運用動能定理來求解彈性勢能，注意摩擦力做負(fù)功．