题目内容

7．测量小物块0与平板P之间动摩擦因数的实验装置如图所示．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R、BC的长度L和CC′的高度h
③将物块0在A点从静止释放，在物块0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．
回答下列问题：
（1）实验步骤④⑤的目的是通过多次实验，让落点更准确，以减小实验结果的误差．
（2）物块0与平板P之间的动摩擦因数μ=$\frac{R}{L}-\frac{{s}^{2}}{4hL}$ （用实验中的测量量表示）
（3）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，其他的可能是圆弧轨道存在摩擦，或B处不平整（写出一个可能的原因即可）．

分析 （1）多次实验的目的让落点更准确，以减小实验误差，
（2）根据动能定理，结合平抛运动规律，即可求解；
（3）误差偏大的原因是存在摩擦阻力，要么圆弧存在摩擦阻力，要么B处不平整存在阻力．

解答 解：（1）实验步骤④⑤的目的，通过多次实验，让落点更准确，以减小实验结果的误差；
（2）物体从A到C，由动能定理，则有：$mgR-μmgL=\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$；
而物体做平抛运动，由运动学公式，则有，水平方向：s=v0t；
而竖直方向：h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$；
联立解得：μ=$\frac{R}{L}-\frac{{s}^{2}}{4hL}$；
（3）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，或接缝B处不平滑等．
故答案为：（1）通过多次实验，让落点更准确，以减小实验结果的误差；
（2）$\frac{R}{L}-\frac{{s}^{2}}{4hL}$；
（3）圆弧轨道存在摩擦，或接缝B处不平滑．

点评 熟练应用动能定理、平抛运动规律、功的计算公式即可正确解题，学会根据实验数据来实验结果分析，注意实验误差不会没有，只能降低．

练习册系列答案
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5．有一个标有“12V 24W”的灯泡，为了测定它在不同电压下的实际功率和额定电压下的功率，需测定灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，现有如下器材：
A．直流电源（电动势15V，内阻可不计）
B．直流电流表（量程0～3A，内阻约1Ω）
C．直流电流表（量程0～1.6A，内阻约0.5Ω）
D．直流电压表（量程0～15V，内阻约15kΩ）
E．直流电压表（量程0～25V，内阻约200kΩ）
F．滑动变阻器（最大阻值10Ω、额定电流5A）
（1）实验台上已放置电源、开关、导线若干及灯泡，为了完成实验需要从上述器材中再选用一些器材，其中电流表选用B（选填“B”或“C”），电压表选用D（选填“D”或“E”）；
（2）在图1方框内画出最合理的实验原理图；
（3）若测得灯丝电阻R随灯泡两端电压U变化关系的图线如图2所示，由这条曲线可得出，正常发光条件下，灯丝消耗的电功率是23.6W（结果保留3位有效数字）；如果灯丝电阻与（t+273）的大小成正比，其中t为灯丝摄氏温度值，室温t=27℃．则正常发光时灯丝的温度1527℃（计算结果取整数）．
6．下列各图中，带电粒子在磁场中的运动所受洛伦兹力的方向垂直纸面向里的是（　　）
A．B．C．D．
3．如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑到B点，接着沿水平路面滑至C点停止．人与雪橇的总质量为70kg．开始时人与雪橇距水平路面的高度h=20m，经A、B两点时的速度分别是2m/s和12m/s，g取10m/s2，试求：
（1）人与雪橇由A到C克服阻力做的功．
（2）若B、C之间的距离是36m，BC段阻力是多少？
2．如图所示，圆形区域存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一个电荷量为q，质量为m的粒子沿平行于直径AC的方向射入磁场，射入点到直径AC的距离为磁场区域半径的一半，粒子从D点射出磁场时的速率为v，不计粒子的重力．求
（1）粒子在磁场中加速度的大小；
（2）粒子在磁场中运动的时间；
（3）粒子以2v的速率射入，在磁场中发生位移的大小．
12．如图所示，一个矩形线圈的ab、cd边长L1=$\sqrt{2}m$，ad，bc边长L2=1m，线圈匝数N=100匝，线圈处于磁感应强度B=0.01T的水平匀强磁场中，并以OO′为轴做匀速转动（OO′与磁场方向垂直，线圈电阻不计），线圈转动的角速度ω=10rad/s，现将该线圈输出端通过变比为k=2的理想变压器（原副线圈匝数之比为2：1）与电阻为R=1Ω的电动机相连，同时用此电动机将竖直固定的光滑U型金属框架上的水平导体棒EF从静止向上拉起（不计电动机的摩擦损耗），测得矩形线圈中形成的电流有效值为I=1A．已知导体棒的质量m=0.5kg，U型金属框架宽L=$\sqrt{5}$m且足够长，空间存在垂直框架平面磁感应强度B0=1T的匀强磁场，当导体棒上升的时间t0＞1s时其速度恰好稳定，棒有效电阻R0=4Ω，金属框架的总电阻r0=1Ω并认为不变．棒与金属框架接触良好，重力加速度g=10m/s2，求：
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19．如图中带箭头的实线表示某个电场的电场线，实线间距相等且相互平行，一个带电离子从P处飞入这个电场（如图所示），以下说法中正确的是（　　）
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