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、光滑的四分之一圆弧轨道，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/的高度h；

③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点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，用刻度尺测量圆心到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μ＝__________。

（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，其它的可能是________（写出一个可能的原因即可）

Answer 1

【答案】（1）（ⅰ）mgR；（ⅱ）（ⅲ）mgR-；（ⅳ）．

（2）（ⅰ）是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处不平滑等．

【解析】试题分析：（1）①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；

②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=；

③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=mgR-；

④B到C过程中，克服摩擦力做的功：

Wf=μmgL=mgR-，则：μ=；

（2）实验步骤④⑤的目的，是通过多次实验减小实验结果的误差；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．