题目内容
如图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆．摆锤的质量为m，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动，摆锤重心到O点距离为L．测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与O等高的位置处静止释放．摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s（s＜L），之后继续摆至与竖直方向成θ角的最高位置．若摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力，重力加速度为g，求：（1）摆锤在上述过程中损失的机械能；
（2）在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功；
（3）橡胶片与地面之间的动摩擦因数．
【答案】分析：（1）摆锤在上述过程中动能变化为零，重力势能减小，损失的机械能为减小的重力势能．
（2）根据除了重力以外的力做功量度机械能的变化求解．
（3）根据摩擦力对摆锤所做的功的定义式求解
解答：解：（1）摆锤在上述过程中动能变化为零，重力势能减小，损失的机械能为减小的重力势能．
所以摆锤在上述过程中减小的重力势能为mgh=mgLcosθ
所以损失的机械能是mgLcosθ
（2）上述过程中△E=-mgLcosθ
根据除了重力以外的力做功量度机械能的变化得
在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功Wf=-mgLcosθ
（3）摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力，
所以摩擦力f=μF
Wf=-mgLcosθ=-μFs
μ=
答：（1）损失的机械能mgLcosθ
（2）摩擦力做功是-mgLcosθ
（3）动摩擦因数是
点评：能够分析运动过程中动能和势能的变化情况，知道根据除了重力以外的力做功量度机械能的变化．
（2）根据除了重力以外的力做功量度机械能的变化求解．
（3）根据摩擦力对摆锤所做的功的定义式求解
解答：解：（1）摆锤在上述过程中动能变化为零，重力势能减小，损失的机械能为减小的重力势能．
所以摆锤在上述过程中减小的重力势能为mgh=mgLcosθ
所以损失的机械能是mgLcosθ
（2）上述过程中△E=-mgLcosθ
根据除了重力以外的力做功量度机械能的变化得
在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功Wf=-mgLcosθ
（3）摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力，
所以摩擦力f=μF
Wf=-mgLcosθ=-μFs
μ=
答：（1）损失的机械能mgLcosθ
（2）摩擦力做功是-mgLcosθ
（3）动摩擦因数是
点评：能够分析运动过程中动能和势能的变化情况，知道根据除了重力以外的力做功量度机械能的变化．
练习册系列答案
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