Question

15．圖示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量“小滑塊與小平面之間的支摩擦因數(shù)μ”．彈簧左端固定，右端頂住小滑塊（滑塊與彈簧不連接），開(kāi)始時(shí)使彈簧處于壓縮狀態(tài)，O點(diǎn)是小滑塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初始位置．某時(shí)刻釋放小滑塊，小滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)A處的光電門，最后停在B處．已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g．

（1）實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得小滑塊上遮光條的寬度為d及與光電門相連的數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為△t，則小滑塊經(jīng)過(guò)A處時(shí)的速度 v=$\fracdbuuf5x{t}$．（用題中的符號(hào)表示）
（2）為了測(cè)量小滑塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，除了（1）中所測(cè)物理量外，還需要測(cè)量的物理量是
光電門和B點(diǎn)之間的距離L．（說(shuō)明物理意義并用符號(hào)表示）
（3）利用測(cè)量的量表示動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{jgvn4gq^{2}}{2gL△{t}^{2}}$．（用題中所測(cè)的物理量的符號(hào)表示）

Answer 1

分析 （1）很短的時(shí)間內(nèi)，我們可以用這一段的平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，由此可以求得鐵塊的速度大�。�
（2）根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的公式可以判斷求動(dòng)摩擦因數(shù)需要的物理量；
（3）由滑塊的運(yùn)動(dòng)情況可以求得鐵塊的加速度的大小，再由牛頓第二定律可以求得摩擦力的大小，再由滑動(dòng)摩擦力的公式可以求得滑動(dòng)摩擦因數(shù)．

解答 解：（1）根據(jù)極限的思想，在時(shí)間很短時(shí)，我們可以用這一段的平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，
所以鐵塊通過(guò)光電門l的速度是v=$\fracdpsfzc1{t}$
（2）（3）要測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)，由f=μF_N  可知要求μ，需要知道摩擦力和壓力的大��；小滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)A處的光電門，最后停在B處，滑塊做的是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)光電門和B點(diǎn)之間的距離L，由速度位移的關(guān)系式可得，
v²=2aL 
對(duì)于整體由牛頓第二定律可得，
Mg-f=Ma  
因?yàn)閒=μF_N，
所以由以上三式可得：μ=$\frac{if3fzdr^{2}}{2gL△{t}^{2}}$；需要測(cè)量的物理量是：光電門和B點(diǎn)之間的距離L
故答案為：$\frachrvrf01{t}$；光電門和B點(diǎn)之間的距離L；$\frac{tgii4mv^{2}}{2gL△{t}^{2}}$

點(diǎn)評(píng) 測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力的大小是通過(guò)牛頓第二定律計(jì)算得到的，加速度是通過(guò)鐵塊的運(yùn)動(dòng)情況求出來(lái)的．
運(yùn)用動(dòng)能定理來(lái)求解彈性勢(shì)能，注意摩擦力做負(fù)功．