题目内容
【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)
【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.