Question

【題目】測(cè)量小物塊Q與平板P之間的動(dòng)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(chēng)出物塊Q的質(zhì)量m；
②測(cè)量出軌道AB的半徑R、BC的長(zhǎng)度L和CC’的長(zhǎng)度h；
③將物塊Q在A點(diǎn)從靜止釋放，在物塊Q落地處標(biāo)記其落點(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(cè)量圓心到C’的距離s．

（1）用實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量量表示：
（Ⅰ） 物塊Q到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EKB=；
（Ⅱ）物塊Q到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ekc=；
（Ⅲ）在物塊Q從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，物塊Q克服摩擦力做的功Wf=；
（Ⅳ）物塊Q與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)u= ．
（2）回答下列問(wèn)題：
（i）實(shí)驗(yàn)步驟④⑤的目的是 ．
（ii）已知實(shí)驗(yàn)測(cè)得的u值比實(shí)際值偏大，其原因除了實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的誤差之外，其它的可能是 ． （寫(xiě)出一個(gè)可能的原因即可）．

Answer 1

【答案】
（1）mgR,,, ．
（2）通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)減小實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差,圓弧軌道存在摩擦,接縫B處不平滑
【解析】解：（1）（I）從A到B，由動(dòng)能定理得：mgR=EKB﹣0，則物塊到達(dá)B時(shí)的動(dòng)能EKB=mgR；（II）離開(kāi)C后，物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，

水平方向：s=vCt，

豎直方向：h= gt2，

物塊在C點(diǎn)的動(dòng)能EKC= mvC2，

解得：EKC= ；（III）由B到C過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：

﹣Wf= mvC2﹣ mvB2，

克服摩擦力做的功Wf= ；（IV）B到C過(guò)程中，克服摩擦力做的功：

Wf=μmgL= ，則μ= ；（2）（i）實(shí)驗(yàn)步驟④⑤的目的，是通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)減小實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差；（ii）實(shí)驗(yàn)測(cè)得的μ值比實(shí)際值偏大，其原因除了實(shí)驗(yàn)中測(cè)量量的誤差之外，其他的可能是圓弧軌道存在摩擦，接縫B處不平滑等．

故答案為：（1）（i）mgR；（ii） ；（iii） ；（IV） ．（2）i、通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)減小實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差；ii、圓弧軌道存在摩擦，接縫B處不平滑．

（1）物塊由A到B點(diǎn)過(guò)程，由動(dòng)能定理可以求出物塊到達(dá)B時(shí)的動(dòng)能；（2）物塊離開(kāi)C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可以求出物塊在C點(diǎn)的速度，然后求出在C點(diǎn)的動(dòng)能；（3）由B到C，由動(dòng)能定理可以求出克服摩擦力所做的功；（4）由功的計(jì)算公式可以求出動(dòng)摩擦因數(shù)．