题目内容
【题目】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:
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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.
用实验中的测量量表示:
(1)物块Q到达B点时的动能EkB= ______ ;
(2)物块Q到达C点时的动能EkC= ______ ;
(3)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= ______ ;
(4)物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ= ______ .
【答案】mgR;
;
;
【解析】
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.
(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:
物块在C点的动能:EKC=
联立解得:
;
(3) 由B到C过程中,由动能定理得:
;
克服摩擦力做的功:Wf=mgR-
(4) B到C过程中,克服摩擦力做的功:Wf=μmgL=mgR-
解得:
。
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