Question

9．在设计物理实验时，将不便于直接测量的物理量通过巧妙的设计转化为容易直接测量的物理量是一种常见的思路．某实验小组设计了如图所示的方案，测量两种材料之间的动摩擦系数．斜面轨道和水平轨道是用其中一种材料制作（之间用弧长很小的光滑圆弧轨道连接），小滑块用另一种材料制作，实验时，将小滑块从斜面轨道上某点P由静止释放，最终停在水平轨道某点Q处，只需测出P到水平轨道的高度h和PQ 之间的水平距离x（用文字和字符表示），就可计算出两种材料之间的动摩擦系数μ=$\frac{h}{x}$（用前述测量量的字符表达）．

Answer 1

分析 根据动能定理进行分析，结合实验中的要求即可明确应测量的物理量及动摩擦因数的表达式．

解答 解：设P点到水平轨道的距离为h；斜面倾角为θ；则对全过程由动能定理可得：
mgh-μmgcosθ×$\frac{h}{sinθ}$-μmgs=0
解得：μ=$\frac{h}{\frac{h}{tanθ}+s}$；
因$\frac{h}{sinθ}$+s为PQ之间的水平距离；
故只需要测量P到水平轨道的高度h和 PQ 之间的水平距离x即可求出动摩擦因数；
μ=$\frac{h}{x}$  
故答案为：P到水平轨道的高度h；PQ 之间的水平距离；$\frac{h}{x}$

点评 本题为探究性实验，要注意认真分析实验原理；同时注意我们在实验中容易测量的物理量有长度、时间等；角度一般难以测量，故尽量避免测角度；并要明确实验中应尽量要求便于操作．