Question

3．如图甲所示，利用该装置可以探究木块与砂纸之间的动摩擦因数．实验桌面上O点的左侧光滑，从O点到实验桌的右边缘平铺一块薄硬砂纸并固定（0点两侧可视为同一水平面），实验中，当木块A位于O点时，沙桶B刚好接触地面，将A拉到M点，待B稳定且静止后释放，A最终停到N点，测出MO和ON的长度分别为h和L，改变木块释放点M的位置，重复上述实验，分别记录多组h和L的实验数据．
①实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，要使A撞不到滑轮，请你至少提出一个解决方案：增大A的质量、减小B的质量、．
②问题解决后，根据实验数据，以h为纵坐标，L为横坐标，如图乙所示，作出h-L的关系图象应该是C
③某次实验测得h和L之比为k₁，A、B的质量之比为k₂，则此次测得的动摩擦因数μ=$\frac{{K}_{1}}{1+{K}_{2}}$（用k₁、k₂表示）．

Answer 1

分析 B减少的重力势能转化成系统的内能和A、B的动能，A释放后会撞到滑轮，说明B减少的势能太多，转化成系统的内能太少，从而找作答依据．
对在B下落至临落地时和在B落地后，A运动到N，两个过程运用动能定理，求得μ的表达式．

解答 解：（1）B减少的重力势能转化成系统的内能和AB的动能，A释放后会撞到滑轮，说明B减少的势能太多，转化成系统的内能太少，可以通过减小B的质量；增加细线的长度（或增大A的质量；降低B的起始高度）解决．故解决方法有：可以通过增大A的质量，减小B的质量；
（2）根据动能定理可知m_Bgh-μm_AgL=0-0，解得h=$\frac{μ{m}_{A}}{{m}_{B}}L$，故C正确
（3）设A、B的质量分别为m、M．
则B下落至临落地时根据动能定理有：Mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）v²，
在B落地后，A运动到N有$\frac{1}{2}$mv²=μmgL，
又因为$\frac{m}{M}={K}_{2}$，$\frac{h}{L}={K}_{1}$．
所以解得μ=$\frac{{K}_{1}}{1+{K}_{2}}$
故答案为：（1）增大A的质量、减小B的质量
②C                                            
③$\frac{{K}_{1}}{1+{K}_{2}}$

点评 实验要明白实验目的，懂得实验原理，科学选择器材，合理安排实验步骤，细心记录数据，认真分析和处理数据，总结实验结论