Question

【題目】水平桌面上有一個(gè)半徑很大的圓弧軌道P，某實(shí)驗(yàn)小組用此裝置（如圖）進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①調(diào)整軌道P的位置，讓其右端與桌邊對(duì)齊，右端上表面水平；

②在木板Q表面由內(nèi)到外頂上白紙和復(fù)寫紙，并將該木板豎直緊貼桌邊；

③將小物塊a從軌道頂端由靜止釋放，撞到Q在白紙上留下痕跡O；

④保持Q豎直放置，向右平移L，重復(fù)步驟③，在白紙上留下痕跡O1；

⑤在軌道的右端點(diǎn)放置一個(gè)與a完全相同的物塊b，重復(fù)步驟③，a和b碰后黏在一起，在白紙上留下痕跡O2；

⑥將軌道向左平移S，緊靠其右端固定一個(gè)與軌道末端等高，長度為S的薄板R，薄板右端與桌邊對(duì)齊（虛線所示），重復(fù)步驟③，在白紙上留下痕跡O3；

⑦用刻度尺測(cè)出L、S、y1、y2、y3。

不考慮空氣阻力，已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，完成下列問題：（用已知量和待測(cè)量的符號(hào)表示）

⑴步驟④中物塊a離開軌道末端時(shí)的速率為_____；

⑵若測(cè)量數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式_____，則說明步驟⑤中a與b在軌道末端碰撞過程中動(dòng)量守恒；

⑶步驟⑥中物塊a離開薄板R右端時(shí)的速率為_____；

⑷物塊a與薄板R間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_____。

Answer 1

【答案】

【解析】（1）步驟④中物塊a離開軌道末端做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向： ；水平方向： ；聯(lián)立解得： 。

（2）同上，打在O2時(shí)，平拋初速度為： ；a與b在軌道末端碰撞過程中動(dòng)量守恒： ，即，解得： 。

（3）方法同（1），v3= 。

（4）根據(jù)動(dòng)能定理： ，代入數(shù)據(jù)得： 。