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、光滑的四分之一圆弧轨道，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点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；

④重复步骤③，共做10次；

⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用刻度尺测量圆心到C′的距离s．

（1）用实验中的测量量表示：

（ⅰ）物块Q到达B点时的动能E_kB=" ______" ；

（ⅱ）物块Q到达C点时的动能E_kC=" ______" ；

（ⅲ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=" ______" 。

（2）回答下列问题：

（ⅰ）实验步骤④⑤的目的是             ．

（ii）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是      （写出一个可能的原因即可）

Answer

（1）（ⅰ）mgR；（ⅱ）；（ⅲ）；（2）（ⅰ）通过多次实验减小实验结果的误差；

（ⅱ）圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等。

【解析】试题分析：（1）（ⅰ）从A到B，由动能定理得：mgR=EKB-0，则物块到达B时的动能EKB=mgR；

（ⅱ）离开C后，物块做平抛运动，水平方向：s=vCt，

竖直方向：h=gt2，

物块在C点的动能EKC=mvC2，

解得：；

（ⅲ）B到C过程中，克服摩擦力做的功：

Wf=μmgL=mgR−，则；

（2）（i）实验步骤④⑤的目的，是通过多次实验减小实验结果的误差；

（ii）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，接缝B处不平滑等。

考点：测定动摩擦因数

【名师点睛】本题综合考查动能定理、平抛运动规律及功的计算等在实验中的应用，要注意熟练应用动能定理、平抛运动规律、功的计算公式等分析即可正确解题。