题目内容


测量小物块Q与平板P之间的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′.重力加速度为g.实验步骤如下:

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点由静止释放,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个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量圆心到C′的距离s.

(1)用实验中的测量量表示:

(ⅰ)物块Q到达B点时的动能EkB= mgR ;

(ⅱ)物块Q到达C点时的动能EkC=  ;

(ⅲ)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﹣ ;

(ⅳ)物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ= ﹣ .

(2)回答下列问题:

(ⅰ)实验步骤④⑤的目的是           .

(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量的误差之外,其它的可能是         (写出一个可能的原因即可)


考点:

探究影响摩擦力的大小的因素..

专题:

实验题.

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)①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;

②离开C后,物块做平抛运动,

水平方向:s=vCt,

竖直方向:h=gt2,

物块在C点的动能:EKC=mvC2,

解得:EKC=;

③由B到C过程中,由动能定理得:

﹣Wf=mvC2﹣mvB2,

克服摩擦力做的功:Wf=mgR﹣;

④B到C过程中,克服摩擦力做的功:

Wf=μmgL=mgR﹣,则:μ=﹣;

(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)mgR;;mgR﹣;﹣.(2)是通过多次实验减小实验结果的误差;圆弧轨道存在摩擦,接缝B处不平滑等.

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.

 

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