Question

【題目】測量小物塊Q與平板P之間的動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．AB是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的P板的上表面BC在B點(diǎn)相切，C點(diǎn)在水平地面的垂直投影為C′．重力加速度為g．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用天平稱出物塊Q的質(zhì)量m；

②測量出軌道AB的半徑R、BC的長度L和CC′的高度h；

③將物塊Q在A點(diǎn)由靜止釋放，在物塊Q落地處標(biāo)記其落地點(diǎn)D；

④重復(fù)步驟③，共做10次；

⑤將10個(gè)落地點(diǎn)用一個(gè)盡量小的圓圍住，用米尺測量圓心到C′的距離s．

用實(shí)驗(yàn)中的測量量表示：

(1)物塊Q到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動能EkB= ______ ；

(2)物塊Q到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動能EkC= ______ ；

(3)在物塊Q從B運(yùn)動到C的過程中，物塊Q克服摩擦力做的功Wf= ______ ；

(4)物塊Q與平板P之間的動摩擦因數(shù)μ= ______ ．

Answer 1

【答案】mgR； ； ；

【解析】

物塊由A到B點(diǎn)過程，由動能定理可以求出物塊到達(dá)B時(shí)的動能；

物塊離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動，由平拋運(yùn)動的知識可以求出物塊在C點(diǎn)的速度，然后求出在C點(diǎn)的動能；

由B到C，由動能定理可以求出克服摩擦力所做的功；

由功的計(jì)算公式可以求出動摩擦因數(shù)．

(1) 從A到B，由動能定理得：mgR=EKB-0，則物塊到達(dá)B時(shí)的動能：EKB=mgR；

(2) 離開C后，物塊做平拋運(yùn)動，

水平方向：s=vCt，

豎直方向：

物塊在C點(diǎn)的動能：EKC=

聯(lián)立解得：；

(3) 由B到C過程中，由動能定理得： ；

克服摩擦力做的功：Wf=mgR-

(4) B到C過程中，克服摩擦力做的功：Wf=μmgL=mgR-

解得：。