Question

【題目】如圖（a）由小車(chē)、斜面及粗糙程度可以改變的水平長(zhǎng)直木板構(gòu)成伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在水平長(zhǎng)直木板旁邊放上刻度尺，小車(chē)可以從斜面平穩(wěn)地滑行到水平長(zhǎng)直平面。利用該裝置與器材，完成能體現(xiàn)如圖（b）“伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)思想與方法”的實(shí)驗(yàn)推論（設(shè)重力加速度為g）。

（1）請(qǐng)指出，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須控制的實(shí)驗(yàn)條件_____________________________________。

（2）請(qǐng)表述，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出的實(shí)驗(yàn)推論：___________________________________________。

（3）圖（C）是每隔Δt時(shí)間曝光一次得到小車(chē)在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的五張照片，測(cè)得小車(chē)之間的距離分別是s1、s2、s3、s4，由此可估算出小車(chē)與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=____________（需要用s1、s2、s3、s4、g、Δt字符表示）。

Answer 1

【答案】（1）小車(chē)的垂直高度 （2）水平面越光滑，小車(chē)滑得越遠(yuǎn)，當(dāng)水平面完全光滑時(shí)，小車(chē)將滑向無(wú)窮遠(yuǎn) （3）

【解析】（1）根據(jù)伽利略“理想實(shí)驗(yàn)”的內(nèi)容與原理可知，需要小車(chē)、球到達(dá)水平面時(shí)的速度是相同的，所以在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中要求小車(chē)從同一個(gè)位置釋放，可知需要控制的條件為開(kāi)始時(shí)小車(chē)的垂直高度；

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的情況，可以得出的結(jié)論為：水平面越光滑，小車(chē)滑得越遠(yuǎn)，當(dāng)水平面完全光滑時(shí)，小車(chē)將滑向無(wú)窮遠(yuǎn)；

（3）小車(chē)在水平面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，則：a=(s1+s2s3s4)/4Δt2，根據(jù)牛頓第二定律可知：a=μmg/m=μg，所以水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)：μ=(s1+s2s3s4)/4gΔt2。