为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ,某同学设计了如图所示的实验装置,其中圆弧形滑槽末端与桌面相切.第一次实验时,滑槽固定于桌面右端,末端与桌面右端M对齐,如图甲,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面上的P点;第二次实验时,滑槽固定于桌面左侧,如图乙,测出末端N与桌面右端M的距离为L,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面上的Q点,已知重力加速度为g,不计空气阻力.
(1)实验还需要测出的物理量是(填写选项前的字母代号)______.
A.滑槽的高度h;
B.桌子的高度H;
C.O点到P点的距离d1;
D.O点到Q点的距离d2;
E.滑块的质量m.
(2)写出动摩擦因数μ的表达式是μ=______.
(3)如果第二次实验时,滑块没有滑出桌面,测得滑行距离为x.则动摩擦因数可表示为μ=______.
(4)关于圆弧形滑槽和滑块,下列说法正确的是______.
A.滑槽越光滑,实验误差越小
B.每次由静止释放滑块的位置必须相同
C.滑块必须从滑槽顶端由静止释放
D.滑槽是否光滑对实验结果没有影响.
网友回答
解:(1)滑块离开桌面后做平抛运动,实验需要测出滑块离开滑槽与离开桌面时的速度,因此实验时需要测出:桌子的高度H;O点到P点的距离d1;O点到Q点的距离d2;故选BCD.
(2)滑块离开桌面后做平抛运动,在竖直方向上:H=gt2,在水平方向上:d1=v0t,d2=vt,滑块在桌面上运动时,要克服摩擦力做功,由动能定理得:-μmgL=mv2-mv02,解得:μ=.
(3)如果第二次实验时,滑块没有滑出桌面,测得滑行距离为x,由动能定理得:-μmgx=0-mv02,解得:μ=.
(4)由μ=可知,实验与滑槽是否光滑无关,故A错误,D正确;
实验时,滑块滑离滑槽时的速度应该相同,因此每次实验时应从滑槽的同一位置由静止释放滑块,
不一定从滑槽顶端开始释放滑块,故B正确,C错误;故选BD.
故