Question

【題目】為了測量小滑塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)，某小組設計了如圖甲所示的實驗裝置，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五個點在同一水平直線上，已知重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計．

實驗過程一：擋板固定在O1點，推動滑塊壓縮彈簧，使滑塊移到A處，測量O1、A間的距離，如圖甲所示。將滑塊由靜止釋放，最終滑塊落在水平面上的P點，測出P點到桌面右端的水平距離為x1；

實驗過程二：將擋板的固定點移到距O1點距離為d的O2點，如圖乙所示，推動滑塊壓縮彈簧，使滑塊移到C處，使O2、C間的距離與O1、A間的距離相等，將滑塊由靜止釋放，最終滑塊落在水平面上的Q點，測出Q點到桌面右端的水平距離為x2。

（1）寫出動摩擦因數(shù)的表達式μ＝________（用題中所給物理量的符號表示）。

（2）為完成本實驗，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

（3）小紅在進行實驗過程二時，發(fā)現(xiàn)滑塊未能滑離桌面，為了測量小滑塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)，還需測量的物理量是________。

（4）某同學認為，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間，也可測出小滑塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)．此實驗方案________（填“可行”或“不可行”），理由是_________。

Answer 1

【答案】 C 滑塊停止滑動的位置到B點的距離l（或直接測量AB及過程二中滑塊滑行的距離s） 不可行 滑塊在空中運動的時間很短，使用秒表測量誤差較大

【解析】

（1）[1]．由平拋規(guī)律知圖甲中滑塊從A點滑到B點時的速率為：

設彈簧被壓縮后的彈性勢能為Ep，從A點到B點由能量守恒知：

同理圖乙中滑塊從C點滑到B點時的速度為：

從C點到B點有：

CB＝AB＋d

聯(lián)立解得。

（2）[2]．ABD．由（1）中表達式可知，滑塊質(zhì)量、彈簧的原長和彈簧勁度系數(shù)均不需要測量，ABD錯誤；

C．因本實驗中要求滑塊離開桌面后能做平拋運動，且滑塊在桌面上還要克服摩擦力做功，所以彈簧儲存的彈性勢能不能太小，即彈簧的壓縮量不能太小，選項C正確。

故選C。

（3）[3]．在圖甲中有：

而在圖乙中滑塊沒能滑離桌面，則應有：

為了測量小滑塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)，應知道滑塊所滑行的距離，所以還應測量滑塊停止滑動時的位置到B點的距離l，或者直接測量A、B兩點間的距離及實驗過程二中滑塊滑行的距離s。

（4）[4] [5]．此方案不可行，因為滑塊在空中運動的時間很短，使用秒表測量誤差較大。