Question

14．為測定木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)讓木塊從斜面上端自靜止起做勻加速下滑運(yùn)動(dòng)（如圖所示），他使用的實(shí)驗(yàn)器材僅限于：①傾角固定的斜面（傾角未知）；②木塊；③秒表；④米尺；（重力加速度為g）．
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)是L、h、d、t
（2）用上述測量數(shù)據(jù)表示計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)的公式是μ=$\frac{h}w4gwzur$-$\frac{2{L}^{2}}{gd{t}^{2}}$
（3）為了減小測量的誤差，可采用的辦法是多次測量取平均值、斜面的傾角適當(dāng)小些、斜面長度適當(dāng)長些．

Answer 1

分析 木塊沿斜面下滑，用刻度尺測出斜面的長度，即木塊的位移，用秒表測出木塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，由勻變速運(yùn)動(dòng)的位移公式可以求出木塊的加速度；再用刻度尺測出斜面的高度，由數(shù)學(xué)知識(shí)求出斜面的傾角；最后對(duì)木塊進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律列方程，然后求出動(dòng)摩擦因數(shù)．

解答 解：實(shí)驗(yàn)中需要測出：斜面的長度L，斜面的高度h，斜面的底面邊長d，木塊下滑的時(shí)間t；
木塊做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，則L=$\frac{1}{2}$at²，木塊的加速度a=$\frac{2L}{{t}^{2}}$；
對(duì)木塊，由牛頓第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma，
設(shè)斜面傾角為θ，sinθ=$\frac{h}{L}$，cosθ=$\fracxpmzlwc{L}$，
解得：μ=$\frac{h}habhzpw$-$\frac{2{L}^{2}}{gd{t}^{2}}$；
多次測量求平均值可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，還有斜面的傾角適當(dāng)小些、斜面長度適當(dāng)長些這兩種方法．
故答案為：（1）L、h、d、t；（2）$\frac{h}pxsk92h$-$\frac{2{L}^{2}}{gd{t}^{2}}$；多次測量求平均值．
（3）多次測量取平均值、斜面的傾角適當(dāng)小些、斜面長度適當(dāng)長些

點(diǎn)評(píng) 物體沿斜面下滑是一個(gè)重要的物理模型，這類問題變化多樣，包含豐富的物理知識(shí)，一定要對(duì)該過程中摩擦力、彈力、重力沿斜面的分力、加速度等物理量的變化分析透徹．