题目内容

【题目】某探究学习小组用如图所示的方案测滑块与木板间的动摩擦因数。在实验桌上固定一斜面,在斜面上距斜面底端挡板一定距离处放置一小滑块,系住小滑块的轻质细线跨过光滑的定滑轮后系住一小球,整个系统处于静止状态。剪断细线后,小滑块沿斜面向下运动与挡板相碰,小球自由下落与地面相碰,先后听到两次碰撞的声音。反复调节滑块的位置,直到只听到一次碰撞的声音。测得此情况下小滑块距挡板的距离x=0.5 m,距桌面距离h=0.3 m,小球下落的高度H=1.25 m,取g=10 m/s2。不考虑空气的阻力,则:

(1)小滑块与挡板碰前瞬间的速度大小为________m/s。

(2)滑块与木板间动摩擦因数的表达式为__________________(用所给物理量的符号表示),代入数据得μ_____________________

【答案】2 0.25

【解析】

(1)对于小球做自由落体运动,则有H=gt2,得到
对于滑块,沿斜面向下做匀加速运动,运动时间与小球自由下落时间相等,则有x=at2
联立以上两式,得:
由位移与速度公式v2=2ax,解得:
(2)设木板的倾角为α,根据牛顿第二定律得:mgsinα-μmgcosα=ma
由图看出,sinα=
联立解得:
代入数据解得:μ=0.25.

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