Question

【題目】測量小物塊Q與平板P之間的動摩擦因數的實驗裝置如圖所示．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點相切，C點在水平地面的垂直投影為C’．重力加速度為g．實驗步驟如下：

①用天平稱出物塊Q的質量m；
②測量出軌道AB的半徑R、BC的長度L和CC’的長度h；
③將物塊Q在A點從靜止釋放，在物塊Q落地處標記其落點D；
④重復步驟③，共做10次；
⑤將10個落地點用一個盡量小的圓圍住，用米尺測量圓心到C’的距離s．
（1）用實驗中的測量量表示：
（Ⅰ） 物塊Q到達B點時的動能EKB=；
（Ⅱ）物塊Q到達C點時的動能Ekc=；
（Ⅲ）在物塊Q從B運動到C的過程中，物塊Q克服摩擦力做的功Wf=；
（Ⅳ）物塊Q與平板P之間的動摩擦因數u= ．
（2）回答下列問題：
（i）實驗步驟④⑤的目的是 ．
（ii）已知實驗測得的u值比實際值偏大，其原因除了實驗中測量的誤差之外，其它的可能是 ． （寫出一個可能的原因即可）．

Answer 1

【答案】
（1）mgR,,,
（2）通過多次實驗減小實驗結果的誤差,圓弧軌道存在摩擦,接縫B處不平滑
【解析】解：（1）（I）從A到B，由動能定理得：mgR=EKB﹣0，則物塊到達B時的動能EKB=mgR；（Ⅱ）離開C后，物塊做平拋運動，

水平方向：s=vCt，

豎直方向：h= gt2，

物塊在C點的動能EKC= mvC2，

解得：EKC= ；（III）由B到C過程中，由動能定理得：

﹣Wf= mvC2﹣ mvB2，

克服摩擦力做的功Wf= ；（IV）B到C過程中，克服摩擦力做的功：

Wf=μmgL= ，則μ= ；（2）（i）實驗步驟④⑤的目的，是通過多次實驗減小實驗結果的誤差；（ii）實驗測得的μ值比實際值偏大，其原因除了實驗中測量量的誤差之外，其他的可能是圓弧軌道存在摩擦，接縫B處不平滑等．

所以答案是：（1）（i）mgR；（ii） ；（iii） ；（IV） ．（2）i、通過多次實驗減小實驗結果的誤差；ii、圓弧軌道存在摩擦，接縫B處不平滑．