Question

【題目】某同學(xué)利用圖1所示實驗裝置來測定滑塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)。其中，a是滑塊（可視為質(zhì)點），b是可以固定于桌面的滑槽（滑槽末端與桌面相切）。實驗操作如下：

A．如圖1，將滑槽固定于水平桌面的右端，滑槽的末端與桌面的右端M對齊，讓滑塊a從滑槽上最高點由靜止釋放滑下，落在水平地面上的P點。并測出桌面的高度MO為h，OP距離為x0。

B．如圖2，將滑槽沿桌面左移一段距離，測出滑槽的末端N與桌面的右端M的距離為L，讓滑塊a再次從滑槽上最高點由靜止釋放滑下，落在水平地面上的P′點，測出OP′距離x。

C．改變L，重復(fù)上述步驟B，分別記錄實驗數(shù)據(jù)。

已知重力加速度為g，不計空氣阻力。請回答下列問題：

（1）實驗中__________（“需要”“不需要”）測量滑塊的質(zhì)量m 。

（2）根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)作出關(guān)系圖像，如圖3所示，若圖中縱截距為，橫截距為L0，則可求出滑塊a與桌面的動摩擦因數(shù)的表達(dá)式是=______________________。

（3）若更換較光滑的滑槽（末端與桌面相切），則滑塊a與桌面的動摩擦因數(shù)的測量結(jié)果將______________（“偏大”“偏小”“不變”）。

Answer 1

【答案】 不需要 不變

【解析】（1）滑塊離開桌面后做平拋運動，設(shè)滑塊滑到底端的速度為v0，豎直方向：h=gt2，
水平方向：x0=v0t，x=vt
從N到M過程中，由動能定理得：-μmgL=mv2-mv02
解得：x2=x02-4μhL，該實驗不需要測量小球的質(zhì)量；
（2）圖象的函數(shù)表達(dá)式為：x2=x02-4μhL，
x2-L圖象的斜率絕對值：，
動摩擦因數(shù)：；
（3）若更換較光滑的滑槽，滑塊a到達(dá)桌面時的速度變大，當(dāng)圖象的函數(shù)表達(dá)式不變，滑塊a與桌面的動摩擦因數(shù)的測量結(jié)果不變．