题目内容
7.为了测定滑块与桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图所示的实验装置,其中,a是质量为m的滑块(可视为质点),b是可以固定于桌面的滑槽(滑槽末端与桌面相切).第一次实验时,将滑槽固定于水平桌面的右端,滑槽的末端与桌面的右端M对齐,让滑块a从滑槽上最高点由静止释放滑下,落在水平地面上的P点;第二次实验时,将滑槽固定于水平桌面的左端,测出滑槽的末端N与桌面的右端M的距离为L,让滑块a再次从滑槽上最高点由静止释放滑下,落在水平地面上的P′点.已知当地重力加速度为g,不计空气阻力.(1)实验还需要测量的物理量(用文字和字母示):h:抛出点到地面的高度;x1:OP距离;x2:OP′距离.
(2)写出滑块与桌面间的动摩擦因数的表达式是(用测得的物理量的字母表示):μ=$\frac{{x}_{1}^{2}{-x}_{2}^{2}}{4hL}$.
分析 (1)利用平抛运动的规律测出滑块从桌面边缘飞出的速度大小,因此需要测量两次滑块平抛的水平方向位移和桌面高度.
(2)从N到M过程中利用动能定理或者运动学公式即可求出动摩擦因数的表达式
解答 解:(1)该实验实验原理为:测出滑块在N点M点速度大小,然后根据动能定理或者运动学公式列方程,进一步测出滑块与桌面间的动摩擦因数,因此需要测量N、M两点速度的大小,N点速度即为滑块滑到滑槽底端的速度,可以通过第一次实验测得,根据平抛规律,测量出MO的高度h以及OP距离x1即可,M点速度通过第二次实验测得,只需测量出OP′距离x2即可.
(2)设滑块滑到底端的速度为v0,通过第一次实验测量有:
h=$\frac{1}{2}$gt2 ①
x1=v0t ②
设滑块滑到M点速度为vM,通过第二次实验测量有:
x2=vMt ③
从N到M过程中,根据功能关系有:
mgμL=$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{m}^{2}$④
联立①②③④解得:μ=$\frac{{x}_{1}^{2}{-x}_{2}^{2}}{4hL}$.
故答案为:(1)h:抛出点到地面的高度;x1:OP距离;x2:OP′距离; (2)$\frac{{x}_{1}^{2}{-x}_{2}^{2}}{4hL}$.
点评 该实验有一定的创新性,其实很多复杂的实验其实验原理都是来自我们所学的基本规律,这点要在平时训练中去体会.
练习册系列答案
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14.关于静电场的等势面,下列说法正确的是( )
| A. | 两个电势不同的等势面可能相交 | |
| B. | 同一等势面上各点电场强度一定相等 | |
| C. | 电场线与等势面处处相互垂直 | |
| D. | 将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功 |
15.
如图所示,粗糙水平面上叠放着P、Q两木块,用水平向右的力F推Q使它们保持相对静止一起向右运动,P、Q受力的个数可能是( )
| A. | P受2个力,Q受5个力 | B. | P受3个力,Q受5个力 | ||
| C. | P受3个力,Q受6个力 | D. | P受4个力,Q受6个力 |