Question

19．如圖所示的實驗裝置可以測量小滑塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ，彈簧左端固定，右端頂住小滑塊（滑塊與彈簧不連接，小滑塊上固定有擋光條），開始時使彈簧處于壓縮狀態(tài)，O點是小滑塊開始運動的初始位置，某時刻釋放小滑塊，小滑塊在水平面上運動經(jīng)過A處的光電門最后停在B處，已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．
（1）為了測量動摩擦因數(shù)，需要測量小滑塊上的遮光條寬度d及與光電門相連數(shù)字計時器顯示的時間△t，還需測量的物理量及其符號是光電門和B點之間的距離L．
（2）利用測量的量表示動摩擦因數(shù)μ=$\frac{t1rlhj3^{2}}{2gL△{t}^{2}}$．
（3）為了減小實驗誤差，OA之間的距離不能小于彈簧的壓縮量．

Answer 1

分析 （1）很短的時間內(nèi)，我們可以用這一段的平均速度來代替瞬時速度，由此可以求得鐵塊的速度大�。桓鶕�(jù)滑動摩擦力的公式可以判斷求動摩擦因數(shù)需要的物理量；
（2）由滑塊的運動情況可以求得鐵塊的加速度的大小，再由牛頓第二定律可以求得摩擦力的大小，再由滑動摩擦力的公式可以求得滑動摩擦因數(shù)；
（3）根據(jù)測量的原理即可判斷出OA之間的距離．

解答 解：（1）（2）根據(jù)極限的思想，在時間很短時，我們可以用這一段的平均速度來代替瞬時速度，所以鐵塊通過光電門l的速度是v=$\fracn3blx3j{t}$
要測量動摩擦因數(shù)，由f=μF_N  可知要求μ，需要知道摩擦力和壓力的大��；
小滑塊在水平面上運動經(jīng)過A處的光電門，最后停在B處，滑塊做的是勻減速直線運動，根據(jù)光電門和B點之間的距離L，由速度位移的關(guān)系式可得，
v²=2aL 
對于整體由牛頓第二定律可得，
Mg-f=Ma  
因為f=μF_N，
所以由以上三式可得：μ=$\frac{33bftzl^{2}}{2gL△{t}^{2}}$；需要測量小滑塊上的遮光條寬度d及與光電門相連數(shù)字計時器顯示的時間△t，以及光電門和B點之間的距離L；
（3）在推導(dǎo)動摩擦因數(shù)的表達式的過程中，我們需注意到，速度位移的關(guān)系式v²=2aL中，滑塊做勻變速直線運動，即滑塊一直做減速運動，可知 OA之間的距離不能小于彈簧的壓縮量．
故答案為：（1）光電門和B點之間的距離L；（2）$\frac{33x31fp^{2}}{2gL△{t}^{2}}$；（3）彈簧的壓縮量

點評 測量動摩擦因數(shù)時，滑動摩擦力的大小是通過牛頓第二定律計算得到的，加速度是通過鐵塊的運動情況求出來的．
運用動能定理來求解彈性勢能，注意摩擦力做負功．