题目内容
7．
为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图所示的实验装置，其中光滑的圆弧形滑槽末端与桌面相切．第一次实验时，滑槽固定于桌面右端，末端与桌子右端M对齐，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的P点；第二次实验时，滑槽固定于桌面左侧，测出末端N与桌子右端M的距离为L，滑块从滑槽顶端由静止释放，落在水平面的Q点，已知重力加速度为g，不计空气阻力．（1）实验还需要测出的物理量是（用代号表示）．
A．滑槽的高度 h
B．桌子的高度 H
C．O点到P点的距离d1
D．O点到Q点的距离d2
E．滑块的质量 m
（2）写出动摩擦因数μ的表达式是 μ=$\frac{{d}_{1}^{2}{-d}_{2}^{2}}{4HL}$．
（3）如果第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑行距离为 X．则动摩擦因数可表示为μ=$\frac{{d}_{1}^{2}}{3Hx}$．
分析 （1）滑块离开桌面受做平抛运动，要求出滑块滑下轨道时的速度，应测出桌面的高度，O与P间、O与Q间的距离；
（2）由平抛运动知识求出滑块离开轨道及离开桌面的速度，由动能定理可以求出动摩擦因素的表达式；
（3）如果滑块没有离开桌面，滑块在桌面上做匀减速运动，最后速度变为零，由动能定理可以求出动摩擦因数；
解答 解：（1）滑块离开桌面后做平抛运动，实验需要测出滑块离开滑槽与离开桌面时的速度，因此实验时需要测出：桌子的高度H；O点到P点的距离d1；O点到Q点的距离d2；故选BCD．
（2）滑块离开桌面后做平抛运动，在竖直方向上：H=$\frac{1}{2}$gt2，在水平方向上：d1=v0t，d2=vt，滑块在桌面上运动时，要克服摩擦力做功，由动能定理得：
-μmgL=$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}$mv02，
解得：μ=$\frac{{d}_{1}^{2}{-d}_{2}^{2}}{4HL}$．
（3）如果第二次实验时，滑块没有滑出桌面，测得滑行距离为x，由动能定理得：
-μmgx=0-$\frac{1}{2}$mv02，
解得：μ=$\frac{{d}_{1}^{2}}{3Hx}$
故答案为：（1）BCD；（2）$\frac{{d}_{1}^{2}{-d}_{2}^{2}}{4HL}$；（3）$\frac{{d}_{1}^{2}}{3Hx}$．
点评 该实验有一定的创新性，其实很多复杂的实验其实验原理都是来自我们所学的基本规律，这点要在平时训练中去体会；理解实验原理是正确解题的关键．
练习册系列答案
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14．如图是某物体做直线运动的速度图象，下列有关物体运动情况判断正确的是（ ）
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| C． | 6s末物体距出发点最远 | D． | 8s末物体距出发点最远 |
15．如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被B盒接收，从B盒发射超声波开始计时，经时间△t0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移-时间图象，则下列说法正确的是（ ）
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| B． | 超声波的速度为${v_声}=\frac{{2{x_2}}}{t_2}$ | |
| C． | 物体的平均速度为$\overline{v}$=$\frac{2（{x}_{2}-{x}_{1}）}{{t}_{2}-{t}_{1}+2△{t}_{0}}$ | |
| D． | 物体的平均速度为$\overline{v}$=$\frac{2（{x}_{2}-{x}_{1}）}{{t}_{2}-{t}_{1}+△{t}_{0}}$ |
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2．
如图所示，足够长的两平行金属板A、B正对水平放置，板间矩离为d，两板分别带有等量异种电荷，且A板带正电，两板正中间的P点悬浮有一带负电的油滴．若两板以P点为轴，在纸面内旋转90°把油滴从P点静止释放，重力加速度为g，则油滴打在金属板上的速率为（ ）
如图所示，足够长的两平行金属板A、B正对水平放置，板间矩离为d，两板分别带有等量异种电荷，且A板带正电，两板正中间的P点悬浮有一带负电的油滴．若两板以P点为轴，在纸面内旋转90°把油滴从P点静止释放，重力加速度为g，则油滴打在金属板上的速率为（ ）| A． | $\frac{\sqrt{2gd}}{2}$ | B． | $\sqrt{gd}$ | C． | $\sqrt{2gd}$ | D． | 2$\sqrt{gd}$ |
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16．
如图所示，在粗糙水平面上放一质量为M的斜面，质量为m的木块在竖直向上力F作用下，沿斜面匀速下滑，此过程中斜 面保持静止，则地面对斜面（ ）
如图所示，在粗糙水平面上放一质量为M的斜面，质量为m的木块在竖直向上力F作用下，沿斜面匀速下滑，此过程中斜 面保持静止，则地面对斜面（ ）| A． | 有水平向左的摩擦力 | B． | 支持力等于（M+m）g | ||
| C． | 支持力大于（M+m）g | D． | 支持力小于（M+m）g |