题目内容

为测定木块与斜面之间的动摩擦因数,某同学让木块从斜面上端自静止起作匀加速下滑运动,如图所示.他使用的实验器材仅限于:倾角固定的斜面(倾角未知)、木块、秒表、米尺.实验中必须测量的物理量有(可用图中字母表示):
L、h、d、t
L、h、d、t
,用所测量的物理量的符号计算动摩擦因数的公式是
h
d
-
2L2
gdt2
h
d
-
2L2
gdt2
分析:木块沿斜面下滑,用刻度尺测出斜面的长度,即木块的位移,用秒表测出木块的运动时间,由匀变速运动的位移公式可以求出木块的加速度;再用刻度尺测出斜面的高度,由数学知识求出斜面的倾角;最后对木块进行受力分析,由牛顿第二定律列方程,然后求出动摩擦因数.
解答:解:实验中需要测出:斜面的长度L,斜面的高度h,斜面的底面边长d,木块下滑的时间t;
木块做初速度为零的匀加速运动,则L=
1
2
at2,木块的加速度a=
2L
t2

对木块,由牛顿第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma,
设斜面倾角为θ,sinθ=
h
L
,cosθ=
d
L

解得:μ=
h
d
-
2L2
gdt2

故答案为:L、h、d、t;
h
d
-
2L2
gdt2
点评:物体沿斜面下滑是一个重要的物理模型,这类问题变化多样,包含丰富的物理知识,一定要对该过程中摩擦力、弹力、重力沿斜面的分力、加速度等物理量的变化分析透彻.
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