题目内容
17．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，某小组设计了如图甲所示的实验装置，其中挡板可固定在桌面上，轻弹簧左端与挡板相连，图中桌面高为h，O1、O2、A、B、C点在同一水平直线上．已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计．实验过程一：挡板固定在O1点，推动滑块压缩弹簧，滑块移到A处，测量O1A的距离，如图甲所示．滑块由静止释放，落在水平面上的P点，测出P点到桌面右端的水平距离为x1．
实验过程二：将挡板的固定点移到距O1点距离为d的O2点，如图乙所示，推动滑块压缩弹簧，滑块移到C处，使O2C的距离与O1A的距离相等．滑块由静止释放，落在水平面上的Q点，测出Q点到桌面右端的水平距离为x2．
（1）为完成本实验，下列说法中正确的C．
A．必须测出小滑块的质量 B．必须测出弹簧的劲度系数
C．弹簧的压缩量不能太小 D．必须测出弹簧的原长
（2）写出动摩擦因数的表达式μ=$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4dh}$．（用题中所给物理量的符号表示）
（3）小红在进行实验过程二时，发现滑块未能滑出桌面．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，还需测量的物理量是滑块停止滑动的位置到B点的距离．
（4）某同学认为，不测量桌面高度，改用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间，也可测出小滑块与水平桌面间的动摩擦因数．此实验方案不可行．（选填“可行”或“不可行”）
分析 从实验操作的步骤可知，两种情况下弹簧做的功相等，物块滑出桌面时的动能是弹簧做功与摩擦力做功的和；求出滑块滑过不同距离下的摩擦力做的功，即可求出摩擦力的大小与摩擦因数的大小．
解答 解：（1、2）滑块离开桌面后做平抛运动，平抛运动的时间：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$
滑块飞行的距离：x=v•t
所以滑块第1次离开桌面时的速度：v1=x1•$\sqrt{\frac{g}{2h}}$ ①
滑块第2次离开桌面时的速度：v2=x2•$\sqrt{\frac{g}{2h}}$ ②
滑块第1次滑动的过程中，弹簧的弹力和摩擦力做功，设弹簧做的功是W1，AB之间的距离是x，则：W1-μmg•x=$\frac{1}{2}$m${v}_{1}^{2}$ ③
滑块第1次滑动的过程中，W1-μmg•（x+d） ④
联立①②③④可得：μmg•d=$\frac{1}{2}$ m（${v}_{2}^{2}$-${v}_{1}^{2}$）
即：μ=$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4dh}$
可知，要测定摩擦因数，与弹簧的长度、弹簧的劲度系数、以及滑块的质量都无关．要想让滑块顺利画出桌面，弹簧的压缩量不能太小．故C正确．
故选：C
（3）在进行实验过程二时，发现滑块未能滑出桌面，则可以认为滑块的末速度是0．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，还需要测量出滑块停止滑动的位置到B点的距离．
（4）改用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间，来测定小滑块与水平桌面间的动摩擦因数．此实验方案是不可行的，原因是 滑块在空中飞行时间很短，难以把握计时起点和终点，秒表测时间误差较大．
故答案为：（1）C；（2）$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4dh}$；（3）滑块停止滑动的位置到B点的距离；（4）不可行．
点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题．
如图所示，放置在水平地面上的直角劈M上有一个质量m的物体，若m在其上匀速下滑，M仍保持静止，那么正确的说法是（ ）| A． | M对地面的压力等于（M+m）g | B． | M对地面的压力大于（M+m）g | ||
| C． | 地面对M没有摩擦力 | D． | 地面对M有向左的摩擦力 |
| A． | 加速度大小逐渐减小，速度也逐渐减小 | |
| B． | 加速度大小逐渐减小，速度却逐渐增大 | |
| C． | 加速度和速度都在变化，速度最大时，加速度为零 | |
| D． | 加速度为零时，速度的变化率最大 |