Question

【題目】為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數，小亮設計了如圖所示的裝置進行實驗．實驗中，當木塊A位于水平桌面上的O點時，重物B剛好接觸地面．將A拉到P點，待B穩定后靜止釋放，A最終滑到Q點．分別測量OP、OQ的長度h和s.改變h，重復上述實驗，分別記錄幾組實驗數據．

(1)實驗開始時，發現A釋放后會撞到滑輪．請提出兩個解決方法．

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(2)請根據下表的實驗數據在下圖中作出s－h關系的圖象．

(3)實驗測得A、B的質量分別為m＝0.40 kg、M＝0.50 kg.根據s－h圖象可計算出A木塊與桌面間的動摩擦因數μ＝________(結果保留一位有效數字)．

(4)實驗中，滑輪軸的摩擦會導致μ的測量結果________(選填“偏大”或“偏小”)．

Answer 1

【答案】(1) 為使A不撞到滑輪，應設法減小B落地瞬間A的速度，因而可以減小B的質量；增加細線的長度或增大A的質量；降低B的起始高度．

(2) (3)0.4 (4)偏大

【解析】

（1）B減少的重力勢能轉化成系統的內能和A、B的動能，A釋放后會撞到滑輪，說明B減少的勢能太多，轉化成系統的內能太少，從而找作答依據．

（2）根據所給數據進行描點、連線作圖；

（3）對在B下落至臨落地時和在B落地后，A運動到Q，兩個過程運用動能定理，求得μ的表達式，再結合從s﹣h圖象，即可求解μ；

（4）由于滑輪軸的摩擦會導致s變小，根據μ的表達式可知誤差結果．

（1）B減少的重力勢能轉化成系統的內能和AB的動能，A釋放后會撞到滑輪，說明B減少的勢能太多，轉化成系統的內能太少，可以通過減小B的質量；增加細線的長度（或增大A的質量；降低B的起始高度）解決．故解決方法有：可以通過減小B的質量；增加細線的長度（或增大A的質量；降低B的起始高度）．

（2）描點，連線，如圖所示：

（3）B下落至臨落地時根據動能定理有：，在B落地后，A運動到Q，有，解得：，又A、B的質量分別為m=0.40kg、M=0.50kg，在s﹣h圖象上任取一組數據代入可以求得：μ=0.4．

（4）由于滑輪軸的摩擦，會導致繩子的拉力相對偏小，A運動的加速度也就偏小，s也就偏小，根據，，所以μ偏大．