题目内容
9．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，某小组设计了如图甲所示的实验装置，其中挡板可固定在桌面上，轻弹簧左端与挡板相连，图中桌面高为h，O1、O2、A、B、C点在同一水平直线上．已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计．实验过程一：挡板固定在O1点，推动滑块压缩弹簧，滑块移到A处，测量O1A的距离，如图甲所示．滑块由静止释放，落在水平面上的P点，测出P点到桌面右端的水平距离为x1；
实验过程二：将挡板的固定点移到距O1点距离为d的O2点，如图乙所示，推动滑块压缩弹簧，滑块移到C处，使O2C的距离与O1A的距离相等．滑块由静止释放，落在水平面上的Q点，测出Q点到桌面右端的水平距离为x2．
（1）为完成本实验，下列说法中正确的是C（填序号）
A．必须测出小滑块的质量
B．必须测出弹簧的劲度系数
C．弹簧的压缩量不能太小
D．必须测出弹簧的原长
（2）写出动摩擦因数的表达式μ=$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4dh}$（用题中所给物理量的符号表示）．
（3）小红在进行实验过程二时，发现滑块未能滑出桌面．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，还需测量出滑块停止滑动的位置到B点的距离．
分析 从实验操作的步骤可知，两种情况下弹簧做的功相等，物块滑出桌面时的动能是弹簧做功与摩擦力做功的和；
求出滑块滑过不同距离下的摩擦力做的功，即可求出摩擦力的大小与摩擦因数的大小．
解答 解：（1）滑块离开桌面后做平抛运动，平抛运动的时间为：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$
滑块水平方向做匀速直线运动，飞行的距离：x=v•t
所以甲图滑块第1次离开桌面时的速度为：${v}_{1}={x}_{1}•\sqrt{\frac{g}{2h}}$
乙图滑块第2次离开桌面时的速度为：${v}_{2}={x}_{2}\sqrt{\frac{g}{2h}}$
滑块第1次滑动的过程中，弹簧的弹力和摩擦力做功，设弹簧做的功是W1，AB之间的距离是x，则：
${W}_{1}-umgx=\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$
滑块第2次滑动的过程中有：
${W}_{1}-μmg（x+d）=\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}$
解得：μ=$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4dh}$
可知，要测定动摩擦因数，与弹簧的长度、弹簧的劲度系数、以及滑块的质量都无关．要想让滑块顺利画出桌面，弹簧的压缩量不能太小，故选C；
（2）由（1）分析知动摩擦因数的表达式μ=$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4dh}$；
（3）在进行实验过程二时，发现滑块未能滑出桌面，则可以认为滑块的末速度是0．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，还需要测量出滑块停止滑动的位置到B点的距离．
故答案为：（1）C； （2）$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4dh}$； （3）滑块停止滑动的位置到B点的距离
点评 解决本实验的问题关键要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题．
教材全解字词句篇系列答案
带有等量异种电荷的两个平行金属板A和B水平放置，相距为d（d远小于板的长和宽），一个带正电的油滴M浮在两板正中央，处于静止状态，其质量为m，带电量为q，如图所示．在油滴正上方距A板高度为d处有另一质量为m的带电油滴N由静止开始释放，可穿过A板上的小孔进入两板间并与M相碰，碰后结合成一个大油滴．整个装置放置在真空环境中，不计油滴M和N间的万有引力和库仑力以及金属板的厚度，要使油滴N能与M相碰且结合后又不至于同金属板B相碰，求：
一质点沿直线运动的速度-时间图象如图所示，以0时刻的位置为参考点，下列说法正确的是（ ）| A． | 第1S末质点的位移和速度都改变方向 | |
| B． | 第2S末质点的位移改变方向 | |
| C． | 在0-4s内质点的位移为零 | |
| D． | 第2s末和第4s末质点的位置相同 |
如图所示，可视为质点的遥控赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并到达半圆轨道的最高点C．B是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点．已知赛车质量m=0.4kg，通电后以额定功率P=3W工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为重力的0.1倍，随后在运动中受到的阻力均可不计，L=10.00m，R=0.50m，g取10m/s2．求：| A． | 根据定义式B=$\frac{F}{IL}$，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比 | |
| B． | 磁感应强度B是矢量，方向与电流所受安培力的方向相同 | |
| C． | 磁感应强度B是标量，大小由通电导线所受的安培力大小来决定 | |
| D． | 在确定的磁场中，同一点的B是确定的，不同点的B可能不同 |
| A． | 该束带电粒子带负电 | |
| B． | 速度选择器的P1极板带负电 | |
| C． | 能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于$\frac{E}{{B}_{1}}$ | |
| D． | 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0，粒子的比荷越大 |
如图光滑平行导轨倾角为θ=37°，处在磁感应强度为B=5T方向竖直向下的匀强磁场中，若电源的电动势E=6V、内阻r=1Ω，定值电阻R=2Ω，其余电阻不计，将质量为m=1kg、长度L=70cm的导体棒由静止释放，求导体棒释放瞬间加速度大小和方向？若改变磁场大小使导体棒处于静止状态，则磁感应强度为多少？| A． | 位移和路程都是描述质点位置变动的物理量 | |
| B． | 只有在质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程 | |
| C． | 在直线运动中，位移和路程相同 | |
| D． | 物体的位移是直线，路程一定是曲线 |
在直角坐标系中有P，Q两点，坐标如图所示，虚线是以原点为圆心的半圆，半圆与x轴围成的区域只存在垂直纸面向外的匀强磁场．大量的同种粒子从P点射入磁场，速度方向均在xy平面内，与轴正方向的夹角分布在0-180°范围内，粒子在磁场做圆周运动的半径R满足l≤R≤2l，所有粒子均不从半圆虚线边界射出．已知粒子质量为m（重力不计），带电量为q（q＞0），磁感应强度大小为B．