Question

测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大的光滑四分之一固定圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′。重力加速度大小为g。实验步骤如下：

①用天平称出物块Q的质量m；

②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的高度h；

③将物块Q在A点从静止释放，在物块Q落地处标记其落点D；

④重复步骤③；

⑤将多次落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C ′ 的距离s。

（1）上述步骤中不必要的是__________(只填出序号)。

（2）用实验中的测量量表示物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=_____。

（3）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因可能是___________________________。（写出一个可能的原因即可）。

（4）若由于BC足够长，物块不能从BC上滑下，简述在不增加测量器材的情况下如何测出物块Q与平板P之间的动摩擦因数_______________________________________________________________。

Answer

① 圆弧轨道与滑块间有摩擦或空气阻力 测出物块在BC上滑行的距离x。根据，就能测得动摩擦因数μ。

【解析】试题分析：（1）物块由A到B点过程，由动能定理可以求出物块到达B时的动能；

物块离开C点后做平抛运动，由平抛运动的知识可以求出物块在C点的速度，然后求出在C点的动能；由B到C，由动能定理可以求出克服摩擦力所做的功；由功的计算公式可以求出动摩擦因数．（3）多次实验的目的是减小实验误差，误差偏大的原因是存在摩擦阻力．（4）根据题意可选择合适的物理规律来解决问题．

（1~2）从A到B，由动能定理得，则物块到达B时的动能；离开C后，物块做平抛运动，水平方向： ，竖直方向： ，物块在C点的动能： ，解得： ；由B到C过程中，由动能定理得： ，克服摩擦力做的功： ；B到C过程中，克服摩擦力做的功： ，则；则可知，实验中不需要测量物体的质量；故步骤①不必要；

（3）实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其他的可能是圆弧轨道存在摩擦或空气阻力，接缝B处不平滑等．

（4）测出物块在BC上滑行的距离x。根据，就能测得动摩擦因数μ。