题目内容

15.如图(a)为“研究平抛运动”的实验装置(斜槽末端B处已经调至水平),利用这套装置可以测量小物块Q 与平板P 之间的动摩擦因数.先将小物块Q 在A 点由静止释放,测量出Q 落地点距B点的水平距离x1;在斜槽末端B处对接了平板P,如图(b),P 板的上表面与斜槽末端相切,再次将物块Q 在A 点由静止释放,测量出Q 落地点距P 板右端的水平距离x2;测量出斜槽末端高度h和平板P的长度L,重力加速度为g,则物块Q 与平板P 之间的动摩擦因数μ为(  )
A.${x_1}\sqrt{\frac{g}{2h}}$B.$\frac{x_1^2-x_2^2}{2Lh}$
C.$\frac{x_1^2-x_2^2}{4Lh}$D.$\frac{{h({x_1^2-x_2^2})}}{{2L{g^2}}}$

分析 物块Q从B点滑出后做平抛运动,根据平抛运动的基本规律即可求解达到B点时的速度;
物块Q从P点滑出后做平抛运动,根据平抛运动的基本规律即可求从P点抛出的速度,对从B到P的过程,运用动能定理列式即可求解.

解答 解:物块Q从B点滑出后做平抛运动,则有:
h=$\frac{1}{2}$gt2;
解得:t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$
水平方向有:x1=vBt
解得:vB=x1 $\sqrt{\frac{g}{2h}}$
物块Q从P点滑出后做平抛运动,因为下落的高度相等,所以时间相同,即t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$
水平方向有:x2=vPt
解得:vP=x2$\sqrt{\frac{g}{2h}}$
从B到P根据动能定理得:
-μmgL=$\frac{1}{2}$mvP2-$\frac{1}{2}$mvB2;
解得:μ=$\frac{{x}_{1}^{2}-{x}_{2}^{2}}{4Lh}$.
故选:C.

点评 本题中主要考查了平抛运动基本规律的直接应用,知道平抛运动水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,时间由高度决定,难度不大,属于基础题.

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