Question

1．同種材料制成的木制工件由斜面和水平面兩部分組成（如圖）．現(xiàn)想測(cè)量一小鐵塊與該工件的摩擦因數(shù)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論小鐵塊放在斜面的什么地方，小鐵塊總是沿斜面向下做初速度為零的加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)水平面后緊接著做減速直線運(yùn)動(dòng)最后停在水平面上某處．現(xiàn)僅僅給一把刻度尺能否測(cè)出該鐵塊與工件的摩擦因數(shù)？若能，請(qǐng)寫出需要測(cè)量的物理量（用符號(hào)表示）并在圖上標(biāo)出，然后根據(jù)測(cè)量的量推導(dǎo)出摩擦因數(shù)的表達(dá)式．若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由．（設(shè)鐵塊與平面相碰時(shí)無(wú)能量損失）

Answer 1

分析 滑動(dòng)摩擦力做功與罷摩擦因數(shù)有關(guān)．對(duì)物體在斜面上下滑和在水平面上滑行過(guò)程，運(yùn)用動(dòng)能定理列式，得到動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式，分析需要測(cè)量的物理量．

解答 解：可以測(cè)出小鐵塊與工件間的摩擦因數(shù)μ，需測(cè)量的物理量有（如圖所示）：小鐵塊在斜面上由靜止開始下滑時(shí)的高度H和小鐵塊下滑處A與停止處C的水平距離L．理由如下：
A→B，由動(dòng)能定理：mgH-μmgcosθ•$\frac{BD}{cosθ}$=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
即：mgH-μmg•BD=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$…①
B→C，由動(dòng)能定理：-μmg•BC=0-$\frac{1}{2}m{v}^{2}$ …②
聯(lián)立①②解得：μ=$\frac{H}{BD+BC}$=$\frac{H}{L}$ …③
答：可以測(cè)出小鐵塊與工件間的摩擦因數(shù)μ，需測(cè)量的物理量有（如圖所示）：小鐵塊在斜面上由靜止開始下滑時(shí)的高度H和小鐵塊下滑處A與停止處C的水平距離L．理由見上．

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵要明確設(shè)計(jì)的原理，要知道滑動(dòng)摩擦力做功與水平距離有關(guān)，運(yùn)用動(dòng)能定理分析．