Question

20．如图所示的器材是一木质轨道（其倾斜部分与水平部分平滑连接，水平部分足够长），另有小铁块、两枚图钉、一条细线（足够长）、一个量角器，用上述器材测定小铁块与木质轨道间的动摩擦因数μ．实验步骤如下，请将不完整的三步补充完整．
（1）将小铁块从倾斜轨道上A点由静止释放，运动至水平轨道上B点静止；
（2）用图钉把细线拉紧固定在A、B两点间；
（3）用量角器测量细线与水平轨道间的夹角θ；
（4）动摩擦因数表示为u=tanθ．

Answer 1

分析 物块在下滑到停止的过程中，有重力做功和摩擦力做功，根据动能定理求出动摩擦因数的表达式，从而确定要测量的物理量．

解答 解：设斜面的倾角为θ，斜面的高度为h，释放点与停止位置间的水平距离为s，对全过程运用动能定理得，
mgh-μmgcosθ•s₁-μmgs₂=0
因为s₁cosθ+s₂=s
整体得，mgh-μmgs=0
则μ=$\frac{h}{s}$=tanθ．
可知只要测量出初末位置的连线与水平方向的夹角，即可求出动摩擦因数．
实验时，将图钉固定于A、B两点，测出细线与水平方向的夹角θ，则μ=$\frac{h}{s}$=tanθ．
故答案为：（2）拉紧固定在A、B两点间； （3）细线与水平轨道间的夹角θ；（4）u=tanθ．

点评 本题通过动能定理得出动摩擦因数的表达式，从而确定要测量的物理量．也可以通过动力学知识进行求解．