Question

4．如圖所示，質量不同的兩個物體A和B，用跨過定滑輪的細繩相連．開始時B放在水平桌面上，A離地面有一定的高度，從靜止開始釋放讓它們運動，在運動過程中B始終碰不到滑輪，A著地后不反彈．不計滑輪與軸間摩擦及繩子和滑輪的質量，用此裝置可測出B物體與水平桌面間的動摩擦因數μ．
（1）在本實驗中需要用到的測量工具是天平，刻度尺；需要測量的物理量是A距地面的高度h，B在桌面上滑行的總距離s，A、B的質量m_A、m_B；（寫出物理量的名稱并用字母表示）
（2）動摩擦因數μ的表達式為μ=$\frac{{m}_{A}h}{（{m}_{A}+{m}_{B}）s-{m}_{A}h}$．

Answer 1

分析 分析A、B的運動過程．A向下加速運動，B先加速后減速．
根據系統運動過程中的能量轉化和守恒列出等式．
根據等式表示出B物體與水平桌面間的動摩擦因數μ

解答 解：設A距地面的高度h，B在桌面上滑行的總距離s，A、B的質量m_A、m_B
從開始釋放讓它們運動，到A著地，根據系統能量守恒得：
m_Agh=μm_Bgh+$\frac{1}{2}$（m_A+m_B）v^{2 ①}
從A著地到B停在桌面上，根據能量守恒得：$\frac{1}{2}$m_Bv²=μm_Bg（s-h）    ②
由①②解得：μ=$\frac{{m}_{A}h}{（{m}_{A}+{m}_{B}）s-{m}_{A}h}$
故答案為：（1）天平，刻度尺； A距地面的高度h，B在桌面上滑行的總距離s，A、B的質量m_A、m_B（2）$\frac{{m}_{A}h}{（{m}_{A}+{m}_{B}）s-{m}_{A}h}$

點評 能夠從物理情境中運用物理規律找出所要求解的物理量間的關系．表示出需要測量的物理量，運用儀器進行測量．