Question

9．在設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)時，將不便于直接測量的物理量通過巧妙的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為容易直接測量的物理量是一種常見的思路．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的方案，測量兩種材料之間的動摩擦系數(shù)．斜面軌道和水平軌道是用其中一種材料制作（之間用弧長很小的光滑圓弧軌道連接），小滑塊用另一種材料制作，實(shí)驗(yàn)時，將小滑塊從斜面軌道上某點(diǎn)P由靜止釋放，最終停在水平軌道某點(diǎn)Q處，只需測出P到水平軌道的高度h和PQ 之間的水平距離x（用文字和字符表示），就可計(jì)算出兩種材料之間的動摩擦系數(shù)μ=$\frac{h}{x}$（用前述測量量的字符表達(dá)）．

Answer 1

分析 根據(jù)動能定理進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)中的要求即可明確應(yīng)測量的物理量及動摩擦因數(shù)的表達(dá)式．

解答 解：設(shè)P點(diǎn)到水平軌道的距離為h；斜面傾角為θ；則對全過程由動能定理可得：
mgh-μmgcosθ×$\frac{h}{sinθ}$-μmgs=0
解得：μ=$\frac{h}{\frac{h}{tanθ}+s}$；
因$\frac{h}{sinθ}$+s為PQ之間的水平距離；
故只需要測量P到水平軌道的高度h和 PQ 之間的水平距離x即可求出動摩擦因數(shù)；
μ=$\frac{h}{x}$  
故答案為：P到水平軌道的高度h；PQ 之間的水平距離；$\frac{h}{x}$

點(diǎn)評 本題為探究性實(shí)驗(yàn)，要注意認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)原理；同時注意我們在實(shí)驗(yàn)中容易測量的物理量有長度、時間等；角度一般難以測量，故盡量避免測角度；并要明確實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡量要求便于操作．