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【題目】測量小物塊Q與平板P之間的動摩擦因數的實驗裝置如圖所示。AB是半徑足夠大的光滑四分之一固定圓弧軌道,與水平固定放置的P板的上表面BCB點相切,C點在水平地面的垂直投影為C。重力加速度大小為g。實驗步驟如下:

用天平稱出物塊Q的質量m;

測量出軌道AB的半徑RBC的長度LCC的高度h;

將物塊QA點從靜止釋放,在物塊Q落地處標記其落點D;

重復步驟;

將多次落地點用一個盡量小的圓圍住,用米尺測量圓心到C 的距離s。

1)上述步驟中不必要的是__________(只填出序號)。

2用實驗中的測量量表示物塊Q與平板P之間的動摩擦因數μ=_____。

3已知實驗測得的μ值比實際值偏大,其原因可能是___________________________。(寫出一個可能的原因即可)。

4)若由于BC足夠長,物塊不能從BC上滑下,簡述在不增加測量器材的情況下如何測出物塊Q與平板P之間的動摩擦因數_______________________________________________________________。

【答案】 圓弧軌道與滑塊間有摩擦或空氣阻力 測出物塊在BC上滑行的距離x。根據,就能測得動摩擦因數μ

【解析】試題分析:(1)物塊由AB點過程,由動能定理可以求出物塊到達B時的動能;

物塊離開C點后做平拋運動,由平拋運動的知識可以求出物塊在C點的速度,然后求出在C點的動能;由BC,由動能定理可以求出克服摩擦力所做的功;由功的計算公式可以求出動摩擦因數.(3)多次實驗的目的是減小實驗誤差,誤差偏大的原因是存在摩擦阻力.(4)根據題意可選擇合適的物理規(guī)律來解決問題.

(1~2)從AB,由動能定理得,則物塊到達B時的動能;離開C后,物塊做平拋運動,水平方向: ,豎直方向: ,物塊在C點的動能: ,解得: ;由BC過程中,由動能定理得: ,克服摩擦力做的功: ;BC過程中,克服摩擦力做的功: ;則可知,實驗中不需要測量物體的質量;故步驟①不必要;

(3)實驗測得的μ值比實際值偏大,其原因除了實驗中測量量的誤差之外,其他的可能是圓弧軌道存在摩擦或空氣阻力,接縫B處不平滑等.

(4)測出物塊在BC上滑行的距離x。根據,就能測得動摩擦因數μ

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