Question

【题目】测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示．AB是半径足够大的光滑四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C’．重力加速度为g．实验步骤如下：
①用天平称出物块Q的质量m；
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC’的长度h；
③将物块Q在A点从静止释放，在物块Q落地处标记其落点D；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C’的距离s．

（1）用实验中的测量量表示：
（Ⅰ） 物块Q到达B点时的动能EKB=；
（Ⅱ）物块Q到达C点时的动能Ekc=；
（Ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf=；
（Ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数u= ．
（2）回答下列问题：
（i）实验步骤④⑤的目的是 ．
（ii）已知实验测得的u值比实际值偏大，其原因除了实验中测量的误差之外，其它的可能是 ． （写出一个可能的原因即可）．

Answer 1

【答案】
（1）mgR,,, ．
（2）通过多次实验减小实验结果的误差,圆弧轨道存在摩擦,接缝B处不平滑
【解析】解：（1）（I）从A到B，由动能定理得：mgR=EKB﹣0，则物块到达B时的动能EKB=mgR；（II）离开C后，物块做平抛运动，

水平方向：s=vCt，

竖直方向：h= gt2，

物块在C点的动能EKC= mvC2，

解得：EKC= ；（III）由B到C过程中，由动能定理得：

﹣Wf= mvC2﹣ mvB2，

克服摩擦力做的功Wf= ；（IV）B到C过程中，克服摩擦力做的功：

Wf=μmgL= ，则μ= ；（2）（i）实验步骤④⑤的目的，是通过多次实验减小实验结果的误差；（ii）实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其他的可能是圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等．

故答案为：（1）（i）mgR；（ii） ；（iii） ；（IV） ．（2）i、通过多次实验减小实验结果的误差；ii、圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑．

（1）物块由A到B点过程，由动能定理可以求出物块到达B时的动能；（2）物块离开C点后做平抛运动，由平抛运动的知识可以求出物块在C点的速度，然后求出在C点的动能；（3）由B到C，由动能定理可以求出克服摩擦力所做的功；（4）由功的计算公式可以求出动摩擦因数．