Question

【題目】為了測量小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中擋板可固定在桌面上，輕彈簧左端與擋板相連，圖中桌面高為h，O1、O2、A、B、C點(diǎn)在同一水平直線上。已知重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計(jì)。

實(shí)驗(yàn)過程一：如圖甲所示，擋板固定在O1點(diǎn)，推動(dòng)滑塊壓縮彈簧，滑塊移到A處，測量O1A的距離。滑塊由靜止釋放，落在水平面上的P點(diǎn)，測出P點(diǎn)到桌面右端的水平距離為x1。

實(shí)驗(yàn)過程二：如圖乙所示，將擋板的固定點(diǎn)移到距O1點(diǎn)距離為d的O2點(diǎn)，推動(dòng)滑塊壓縮彈簧，滑塊移到C處，使O2C的距離與O1A的距離相等。滑塊由靜止釋放，落在水平面上的Q點(diǎn)，測出Q點(diǎn)到桌面右端的水平距離為x2。

（1）為完成本實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是________。

A．必須測出小滑塊的質(zhì)量 B．必須測出彈簧的勁度系數(shù)

C．彈簧的壓縮量不能太小 D．必須測出彈簧的原長

（2）寫出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ＝____________。（用題中所給物理量的符號表示）

（3）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程二時(shí)，發(fā)現(xiàn)滑塊未能滑出桌面。為了仍能測量小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)小組測量出滑塊停止滑動(dòng)的位置到B點(diǎn)的距離l。寫出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ＝____________。（用題中所給物理量的符號表示）

（4）某同學(xué)認(rèn)為，不測量桌面高度，改用秒表測出小滑塊從飛離桌面到落地的時(shí)間，也可測出小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。此實(shí)驗(yàn)方案________。（選填“可行”或“不可行”）

Answer 1

【答案】 C 不可行

【解析】（1）滑塊離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：，滑塊飛行的距離：x=vt所以滑塊第1次離開桌面時(shí)的速度：，滑塊第2次離開桌面時(shí)的速度：，滑塊第1次滑動(dòng)的過程中，彈簧的彈力和摩擦力做功，設(shè)彈簧做的功是W1，AB之間的距離是x1，則：，滑塊第2次滑動(dòng)的過程中，，聯(lián)立解得：，可知，要測定動(dòng)摩擦因數(shù)，與彈簧的長度、彈簧的勁度系數(shù)、以及滑塊的質(zhì)量都無關(guān)．要想讓滑塊順利畫出桌面，彈簧的壓縮量不能太小，故選C。

（3）滑塊離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：，滑塊飛行的距離：x=vt所以滑塊第1次離開桌面時(shí)的速度：，滑塊第1次滑動(dòng)的過程中，彈簧的彈力和摩擦力做功，設(shè)彈簧做的功是W1，AB之間的距離是x1，則：，,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)程二時(shí)，發(fā)現(xiàn)滑塊未能滑出桌面，則可以認(rèn)為滑塊的末速度是零，由，聯(lián)立解得：。

（4）改用秒表測出小滑塊從飛離桌面到落地的時(shí)間，來測定小滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．此實(shí)驗(yàn)方案是不可行的，原因是 滑塊在空中飛行時(shí)間很短，難以把握計(jì)時(shí)起點(diǎn)和終點(diǎn)，秒表測時(shí)間誤差較大，故不可行。