题目内容
9．
测量小物块Q与平板之间动摩擦因数的实验装置如图所示．AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C?．重力加速度大小为g．实验步骤：①用天平称出物块Q的质量m；
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC?的高度h；
③将物块Q在A点从静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；
④重复步骤③，共做10次；
⑤将10个落地点用一尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C?的距离s．
（1）用实验中测量量表示：
（Ⅰ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf=mgR-$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；
（Ⅱ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=$\frac{R}{L}$-$\frac{{s}^{2}}{4hL}$．
（2）回答下列问题：
（Ⅰ）实验步骤④⑤的目的是通过多次实验减小实验结果的误差；
（Ⅱ）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量的误差外，其它问题可能是Q释放点偏低；或圆弧轨道存在摩擦；或B处衔接不平滑等．（写出一个可能的原因即可）
分析 （1）物块由A到B点过程，由动能定理可以求出物块到达B时的动能；
物块离开C点后做平抛运动，由平抛运动的知识可以求出物块在C点的速度，然后求出在C点的动能；
由B到C，由动能定理可以求出克服摩擦力所做的功；
由功的计算公式可以求出动摩擦因数．
（2）多次实验的目的是减小实验误差，误差偏大的原因是存在摩擦阻力．
解答 解：（1）（Ⅰ）从A到B，由动能定理得：mgR=EKB-0，则物块到达B时的动能：EKB=mgR；
离开C后，物块做平抛运动，
水平方向：s=vCt，
竖直方向：h=$\frac{1}{2}$gt2，
物块在C点的动能：EKC=$\frac{1}{2}$mvC2，
解得：EKC=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；
由B到C过程中，由动能定理得：
-Wf=$\frac{1}{2}$mvC2-$\frac{1}{2}$mvB2，
克服摩擦力做的功：Wf=mgR-$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；
（Ⅱ）B到C过程中，克服摩擦力做的功：
Wf=μmgL=mgR-$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$，
则：μ=$\frac{R}{L}$-$\frac{{s}^{2}}{4hL}$；
（2）实验步骤④⑤的目的，是通过多次实验减小实验结果的误差；
实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其他的可能是圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等．
故答案为：（1）（Ⅰ）mgR-$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$，
（Ⅱ）$\frac{R}{L}$-$\frac{{s}^{2}}{4hL}$；
（2）（Ⅰ）通过多次实验减小实验结果的误差；
（Ⅱ）Q释放点偏低；或圆弧轨道存在摩擦；或B处衔接不平滑等．
点评 熟练应用动能定理、平抛运动规律、功的计算公式即可正确解题，学会根据实验数据来实验结果分析，注意实验误差不会没有，只能降低．
如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB（圆半径比细管的内径大得多）和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R=1.0m，BC段长s=2.5m．弹射装置将一个小球（可视为质点）以v0=5m/s的水平初速度从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道随即水平抛出，落地点D离开C的水平距离x=2m，不计空气阻力，g取10m/s2．求：
某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示．O点不是抛出点，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向．由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是2m/s，抛出点的位置坐标x=-0.4m，y=-0.2m （g取10m/s2）| A． | 气体压强增大 | |
| B． | 气体对外做功 | |
| C． | 气体分子的势能增大 | |
| D． | 气体分子的平均动能增大 | |
| E． | 气体吸收的热量等于气体内能的增量 |
| A． | 以卵击石，蛋破而石头没损伤，是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力 | |
| B． | 物体只有相互接触才会产生力的作用 | |
| C． | 速度大的物体很难停下来，是因为它的惯性大 | |
| D． | 作用力与反作用力一定作用在不同的物体上，且二力的性质一定是相同的 |
为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示，当此车减速上坡时，乘客（ ）| A． | 受力平衡 | B． | 受到向前的摩擦力作用 | ||
| C． | 所受力的合力沿斜面向上 | D． | 所受力的合力沿斜面向下 |
如图所示，小球自由下落，落在一竖直放置的弹簧上，小球在a点与弹簧接触，到b点时将弹簧压缩到最短，在球从a点到b点的过程中，不计空气阻力作用，则（ ）| A． | 小球的动能一直减少 | B． | 小球的重力热能一直增大 | ||
| C． | 弹簧的弹性势能一直增大 | D． | 小球的机械能不变 |
科幻电影《星际穿越》中描述了空间站中模拟地球上重力的装置．这个模型可以简化为如图所示的环形实验装置，装置的外侧壁相当于“地板”．让环形实验装置绕O点旋转，能使“地板”上可视为质点的物体在地球表面处有同样的“重力”，已知地球表面重力加速度为g，装置的外半径为R，则旋转角速度应为（ ）| A． | $\sqrt{\frac{g}{R}}$ | B． | $\sqrt{\frac{R}{g}}$ | C． | 2$\sqrt{\frac{g}{R}}$ | D． | $\sqrt{\frac{2R}{g}}$ |
质量为m的飞机以恒定速率v在空气水平盘旋，如图所示，其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则此时空气对飞机的作用力大小为（ ）| A． | m$\frac{{v}^{2}}{R}$ | B． | mg | C． | m$\sqrt{{g}^{2}+\frac{{v}^{4}}{{R}^{2}}}$ | D． | m$\sqrt{{g}^{2}-\frac{{v}^{4}}{{R}^{2}}}$ |