题目内容

【题目】测量小物块Q与平板P之间动摩擦因数的实验装置如下图所示.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BCB点相切,C点在水平地面的垂直投影为C′.重力加速度大小为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RBC的高度LCC的高度h

③将物块QA点从静止释放,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,用米尺测量圆心到C的距离s.

(1)用实验中的测量量表示:

①物块Q到达B点时的动能EkB________

②物块Q到达C点时的动能EkC________

③在物块QB运动到C的过程中,物块Q克服摩擦力做的功Wf_______________

④物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ________.

(2)回答下列问题:

①实验步骤④⑤的目的是___________________________________

②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,其他的可能是____________________ (写出一个可能的原因即可)

【答案】 1)(mgR mgR- (2)(ⅰ)减小实验误差; ⅱ)圆弧轨道存在摩擦(或接缝B处不平滑等).

【解析】试题分析:(1AB,由动能定理得:mgR=EKB-0,则物块到达B时的动能:EKB=mgR

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=

BC过程中,由动能定理得:-Wf=mvC2-mvB2

克服摩擦力做的功:Wf=mgR-

④BC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.

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