為了測定滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ，某同學(xué)設(shè)計了如圖的實驗裝置，其中圓弧形滑槽末端與桌面相切．第一次實驗時，滑槽固定于桌面右端，末端與桌子右端M對齊，滑塊從滑槽頂端由靜止釋放，落在水平面的P點(diǎn)；第二次實驗時，滑槽固定于桌面左側(cè)，測出末端N與桌子右端M的距離為L，滑塊從滑槽頂端由靜止釋放，落在水平面的Q點(diǎn)，已知重力加速度為g，不計空氣阻力

（1）實驗還需要測出的物理量是（用代號表示）：
BCD
BCD
．
A．滑槽的高度h；    B．桌子的高度H；    C．O點(diǎn)到P點(diǎn)的距離d1；
D．O點(diǎn)到Q點(diǎn)的距離d2；    E．滑塊的質(zhì)量m．
（2）寫出動摩擦因數(shù)μ的表達(dá)式是μ=
d
2
1
-
d
2
2
4HL
d
2
1
-
d
2
2
4HL
．
（3）如果第二次實驗時，滑塊沒有滑出桌面，測得滑行距離為x．則動摩擦因數(shù)可表示為μ=
d
2
1
4Hx
d
2
1
4Hx
．
分析：（1）滑塊離開桌面受做平拋運(yùn)動，要求出滑塊滑下軌道時的速度，應(yīng)測出桌面的高度，O與P間、O與Q間的距離；
（2）由平拋運(yùn)動知識求出滑塊離開軌道及離開桌面的速度，由動能定理可以求出動摩擦因素的表達(dá)式；
（3）如果滑塊沒有離開桌面，滑塊在桌面上做勻減速運(yùn)動，最后速度變?yōu)榱�，由動能定理可以求出動摩擦因�?shù)．
解答：解：（1）滑塊離開桌面后做平拋運(yùn)動，實驗需要測出滑塊離開滑槽與離開桌面時的速度，因此實驗時需要測出：桌子的高度H； O點(diǎn)到P點(diǎn)的距離d1；O點(diǎn)到Q點(diǎn)的距離d2；故選BCD．
（2）滑塊離開桌面后做平拋運(yùn)動，在豎直方向上：H=
1
2
gt2，在水平方向上：d1=v0t，d2=vt，滑塊在桌面上運(yùn)動時，要克服摩擦力做功，
由動能定理得：-μmgL=
1
2
mv2-
1
2
mv02，
解得：μ=
d
2
1
-
d
2
2
4HL
．
（3）如果第二次實驗時，滑塊沒有滑出桌面，測得滑行距離為x，由動能定理得：-μmgx=0-
1
2
mv02，
解得：μ=
d
2
1
4Hx

故答案為：（1）BCD；（2）μ=
d
2
1
-
d
2
2
4HL
；（3）μ=
d
2
1
4Hx
點(diǎn)評：該實驗有一定的創(chuàng)新性，其實很多復(fù)雜的實驗其實驗原理都是來自我們所學(xué)的基本規(guī)律，這點(diǎn)要在平時訓(xùn)練中去體會；理解實驗原理是正確解題的關(guān)鍵．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）Ⅰ．在“互成角度的兩個力的合成”實驗中，用兩個彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使它伸長到某一位置O點(diǎn)，為了確定兩個分力的大小和方向，這一步操作中必須記錄的是
BD
BD

A．橡皮條固定端的位置           B．描下O點(diǎn)位置和兩條細(xì)繩套的方向
C．橡皮條伸長后的總長度         D．兩個彈簧秤的讀數(shù)
Ⅱ．做實驗時，根據(jù)測量結(jié)果在白紙上畫出如圖1所示的圖，其中O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)．圖中的
F
F
是F1和F2的合力的理論值；
F′
F′
是F1和F2的合力的實際測量值．
（2）在如圖乙同種材料兩木板通過一小段圓弧連接成一個斜面和水平面部分，現(xiàn)要測量正方體小鐵塊A、B和這木板間的動摩擦因數(shù)μ，利用了如下器材和方法：（水平部分足夠長，重力加速度為g）
Ⅰ．用 20 個等分刻度的游標(biāo)卡尺測定小鐵塊A的邊長d如圖丙，測得長度為d=
2.020
2.020
cm．
Ⅱ．光電計時器是一種研究物體運(yùn)動的常用計時器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從 a、b 間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．從而可以算得物體的速度．

將斜面體置于水平桌面上，斜面頂端 P 懸掛一鉛垂線，Q 為錐尖與桌面的接觸點(diǎn)，1和 2 是固定在斜面上的兩個光電門（與之連接的電路未畫出），讓小鐵塊A由P點(diǎn)沿斜面滑下，小鐵塊通過光電門 1、2 的時間分別為△t1、△t2，用米尺測得 l、2 之間的距離為 L，則小鐵塊下滑過程中的加速度a=
a=
d2(△t12-△t22)
2L△t12△t22
a=
d2(△t12-△t22)
2L△t12△t22
；（用題中字母表示） 再利用米尺測出
PQ的距離h
PQ的距離h
、
斜面部分長s
斜面部分長s
，就可以測得動摩擦因數(shù)μ1．
Ⅲ．若再測鐵塊B和板間動摩擦因數(shù)μ2時，光電計時器出現(xiàn)故障不能使用，現(xiàn)只利用米尺完成實驗，若已測得PQ高為h，則只需要再測
滑塊自開始到停下的水平位移L
滑塊自開始到停下的水平位移L
．（要求只能再測一個物理量）
測得的動摩擦因數(shù)μ2=
??
h
x
?????????
??
h
x
?????????
（用已知量和測定的物理量所對應(yīng)的字母表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2）某學(xué)校的學(xué)生為了測定物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，想出了很多方法．
①其中甲同學(xué)采用了如圖4所示的裝置進(jìn)行實驗，他使物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，當(dāng)重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上．實驗中甲同學(xué)用打點(diǎn)計時器記錄了物塊的運(yùn)動，圖5為他截取的一段紙帶，記錄了物塊做勻減速運(yùn)動過程的信息，1、2、3、4、5是他選取的計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出．已知打點(diǎn)計時器電源的頻率為50Hz．
根據(jù)紙帶可求出物塊做減速運(yùn)動過程中的加速度大小a=
 
m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．
若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8m/s2，則物塊與桌面的動摩擦因數(shù)μ1=
 
（保留兩位有效數(shù)字），該測量結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值
 
（填“偏大”或“偏小”）．
②乙同學(xué)采用了如圖6所示的另一套裝置進(jìn)行實驗，使物塊A位于水平桌面的O點(diǎn)時，重物B剛好接觸地面．將A拉到P點(diǎn)，待B穩(wěn)定后由靜止釋放，A最終滑到Q點(diǎn)．分別測量OP、OQ的長度h和s．改變h，重復(fù)以上的操作，分別測出以下幾組實驗數(shù)據(jù)．
1 2 3 4 5 6
h/cm 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
s/cm 9.5 12.5 28.5 39.0 48.0 56.5
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乙同學(xué)在圖7中已標(biāo)出第1、2、3、5、6組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請你在圖中標(biāo)出第4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出s-h關(guān)系圖線．
實驗中測得A、B的質(zhì)量之比mA：mB=4：5，則根據(jù)s-h圖線計算出物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ2=
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2）某學(xué)校的學(xué)生為了測定物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，想出了很多方法。

①其中甲同學(xué)采用了如圖4所示的裝置進(jìn)行實驗，他使物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，當(dāng)重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上。實驗中甲同學(xué)用打點(diǎn)計時器記錄了物塊的運(yùn)動，圖5為他截取的一段紙帶，記錄了物塊做勻減速運(yùn)動過程的信息，1、2、3、4、5是他選取的計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出。已知打點(diǎn)計時器電源的頻率為50Hz。

根據(jù)紙帶可求出物塊做減速運(yùn)動過程中的加速度大小a=_____m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。

若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?chmetcnv w:st="on" tcsc="0" numbertype="1" negative="False" hasspace="False" sourcevalue="9.8" unitname="m" />9.8m/s2，則物塊與桌面的動摩擦因數(shù)μ1=_____（保留兩位有效數(shù)字），該測量結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值_____（填“偏大”或“偏小”）。

乙同學(xué)采用了如圖6所示的另一套裝置進(jìn)行實驗，使物塊A位于水平桌面的O點(diǎn)時，重物B剛好接觸地面。將A拉到P點(diǎn)，待B穩(wěn)定后由靜止釋放，A最終滑到Q點(diǎn)。分別測量OP、OQ的長度h和s。改變h，重復(fù)以上的操作，分別測出以下幾組實驗數(shù)據(jù)。

1

2

3

4

5

6

h/cm

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

s/cm

9.5

12.5

28.5

39.0

48.0

56.5

　　　　　

乙同學(xué)在圖7中已標(biāo)出第1、2、3、5、6組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請你在圖中標(biāo)出第4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出s-h關(guān)系圖線。

實驗中測得A、B的質(zhì)量之比mA:mB=4:5，則根據(jù)s-h圖線計算出物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ2=___________。

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

 
（2）某學(xué)校的學(xué)生為了測定物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，想出了很多方法。

①其中甲同學(xué)采用了如圖4所示的裝置進(jìn)行實驗，他使物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，當(dāng)重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上。實驗中甲同學(xué)用打點(diǎn)計時器記錄了物塊的運(yùn)動，圖5為他截取的一段紙帶，記錄了物塊做勻減速運(yùn)動過程的信息，1、2、3、4、5是他選取的計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出。已知打點(diǎn)計時器電源的頻率為50Hz。

根據(jù)紙帶可求出物塊做減速運(yùn)動過程中的加速度大小a=_____m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。

若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?.8m/s2，則物塊與桌面的動摩擦因數(shù)μ1=_____（保留兩位有效數(shù)字），該測量結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值_____（填“偏大”或“偏小”）。

圖 5

②乙同學(xué)采用了如圖6所示的另一套裝置進(jìn)行實驗，使物塊A位于水平桌面的O點(diǎn)時，重物B剛好接觸地面。將A拉到P點(diǎn)，待B穩(wěn)定后由靜止釋放，A最終滑到Q點(diǎn)。分別測量OP、OQ的長度h和s。改變h，重復(fù)以上的操作，分別測出以下幾組實驗數(shù)據(jù)。

1

2

3

4

5

6

h/cm

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

s/cm

9.5

12.5

28.5

39.0

48.0

56.5

          

乙同學(xué)在圖7中已標(biāo)出第1、2、3、5、6組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請你在圖中標(biāo)出第4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出s-h關(guān)系圖線。

實驗中測得A、B的質(zhì)量之比mA:mB=4:5，則根據(jù)s-h圖線計算出物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ2=___________。

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科目：高中物理 來源：2010-2011學(xué)年浙江省溫州中學(xué)高三（上）月考物理試卷（10月份）（解析版） 題型：解答題

（1）Ⅰ．在“互成角度的兩個力的合成”實驗中，用兩個彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使它伸長到某一位置O點(diǎn)，為了確定兩個分力的大小和方向，這一步操作中必須記錄的是______
A．橡皮條固定端的位置           B．描下O點(diǎn)位置和兩條細(xì)繩套的方向
C．橡皮條伸長后的總長度         D．兩個彈簧秤的讀數(shù)
Ⅱ．做實驗時，根據(jù)測量結(jié)果在白紙上畫出如圖1所示的圖，其中O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)．圖中的______是F1和F2的合力的理論值；______是F1和F2的合力的實際測量值．
（2）在如圖乙同種材料兩木板通過一小段圓弧連接成一個斜面和水平面部分，現(xiàn)要測量正方體小鐵塊A、B和這木板間的動摩擦因數(shù)μ，利用了如下器材和方法：（水平部分足夠長，重力加速度為g）
Ⅰ．用 20 個等分刻度的游標(biāo)卡尺測定小鐵塊A的邊長d如圖丙，測得長度為d=______cm．
Ⅱ．光電計時器是一種研究物體運(yùn)動的常用計時器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從 a、b 間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．從而可以算得物體的速度．

將斜面體置于水平桌面上，斜面頂端 P 懸掛一鉛垂線，Q 為錐尖與桌面的接觸點(diǎn)，1和 2 是固定在斜面上的兩個光電門（與之連接的電路未畫出），讓小鐵塊A由P點(diǎn)沿斜面滑下，小鐵塊通過光電門 1、2 的時間分別為△t1、△t2，用米尺測得 l、2 之間的距離為 L，則小鐵塊下滑過程中的加速度a=______；（用題中字母表示） 再利用米尺測出______、______，就可以測得動摩擦因數(shù)μ1．
Ⅲ．若再測鐵塊B和板間動摩擦因數(shù)μ2時，光電計時器出現(xiàn)故障不能使用，現(xiàn)只利用米尺完成實驗，若已測得PQ高為h，則只需要再測______．（要求只能再測一個物理量）
測得的動摩擦因數(shù)μ2=______（用已知量和測定的物理量所對應(yīng)的字母表示）

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