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=__________;

(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=__________;

(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)。

 

【答案】

(1)(ⅰ)mgR    (ⅱ)  (ⅲ)mgR -   (ⅳ)

(2)减小实验结果的误差      圆弧轨道存在摩擦(或接缝B处不平滑等)

【解析】

试题分析:(1)由机械能守恒定律,物块Q到达B点时的动能EkB=mgR;由平抛运动规律,可得s=vt,h=gt2,解得物块从C点抛出时的速度v=s。物块Q到达C点时的动能EkC=mv2=。由动能定理,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 -;由Wf=μmgL解得物块Q与平板P之间的动摩擦因数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。

考点:考查动摩擦因数的测量、动能定理及其相关知识。

 

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