某同学利用如图1所示的装置测量弹簧的弹性势能和可看成质点的物块与桌面间的动摩擦因数.实验步骤如下①用重锤确定物块运动到桌边时投影到地面的位置O②将轻弹簧一端固定在桌面边沿的墙面上,③推动物块.把弹簧压缩到P点.由静止释放物块.测出物块落地点与O点间的水平距离x,④通过在物块上增减砝码来改变物块的质量.重复步骤③的操作⑤根据得到的一系� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．某同学利用如图1所示的装置测量弹簧的弹性势能和可看成质点的物块与桌面间的动摩擦因数，实验步骤如下
①用重锤确定物块运动到桌边时投影到地面的位置O
②将轻弹簧一端固定在桌面边沿的墙面上；
③推动物块，把弹簧压缩到P点，由静止释放物块，测出物块落地点与O点间的水平距离x；
④通过在物块上增减砝码来改变物块的质量，重复步骤③的操作
⑤根据得到的一系列的物块质量m与水平距离x的值，作出x²-$\frac{1}{m}$的图线如图2所示．

已知重力加速度g，回答下列问题：
（1）为达到实验目的，除已经测出的物块的质量m和物块落地点与O点的水平距离x，还需要测量BC
A．弹簧的原长L₀
B．弹簧压缩后物块到桌面右边眼的距离L
C．桌面到地面的高度H
D．弹簧压缩前物块到周末右边沿的距离L₁
（2）根据图2可知弹簧被压缩到P点时弹性势能为$\frac{μgL}{a}$，物块与桌面间的动摩擦因数为$\frac{b}{4HL}$．（用图象中的a、b和（1）中所选物理量的符号表示结果）

分析应用能量守恒定律与平抛运动规律求出图象的函数表达式，根据图象的函数表达式确定实验需要测量的量；
根据图示图象结合图象的函数表达式求出弹簧的弹性势能，求出动摩擦因数．

解答解：（1）释放弹簧后弹簧对滑块做功，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，
从释放滑块到滑块到达桌面边缘过程，由能量守恒定律得：E_P=μmgL+$\frac{1}{2}$mv²，
滑块离开桌面后做平抛运动，水平方向：x=vt，竖直方向：H=$\frac{1}{2}$gt²，
整理得：x²=$\frac{4H{E}_{p}}{g}•\frac{1}{m}$-4μHL，实验除了测出m、x外还需要测出弹簧压缩后滑块到桌面边沿的距离L与桌面到地面的高度H，
故选：BC；
（2）由x²=$\frac{4H{E}_{p}}{g}•\frac{1}{m}$-4μHL，可知，x²-$\frac{1}{m}$图象的斜率：k=$\frac{b}{a}$=$\frac{4H{E}_{p}}{g}$，
图象的纵轴截距：b=4μHL，
解得：E_P=$\frac{μgL}{a}$，
动摩擦因数：μ=$\frac{b}{4HL}$；
故答案为：（1）BC；（2）$\frac{μgL}{a}$；$\frac{b}{4HL}$．

点评本题考查了实验数据处理，知道实验原理是解题的前提与关键，应用能量守恒定律求出图象的函数表达式是即可解题，要掌握应用图象法处理实验数据的方法．

练习册系列答案

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名师点拨课时作业甘肃教育出版社系列答案

	A．	分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大
	B．	分子间引力和斥力总是随着分子间的距离增大而减小
	C．	物体的内能跟物体的温度和体积有关
	D．	外界对物体做功，物体的内能可能增加
	E．	布朗运动就是液体分子的热运动

	A．	物体相对小车仍然静止		B．	物体A受到的摩擦力方向向右
	C．	物体受到的摩擦力大小不变		D．	物体受到的弹簧拉力增大

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