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为测定物块与木板间的动摩擦因数,小明同学设计了如图所示的实验装置.木板的倾角为θ,弹簧的一端固定在木板上,另一端位于木板上的B点.物块在木板上A点静止释放后沿木板滑下,压

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为测定物块与木板间的动摩擦因数,小明同学设计了如图所示的实验装置.木板的倾角为θ,弹簧的一端固定在木板上,另一端位于木板上的B点.物块在木板上A点静止释放后沿木板滑下,压缩弹簧运动至C点后被弹回,上滑至D点时速度为零.测得AB间的距离为x1、BC间的距离为x2,BD间的距离为x3.实验中的弹簧可视为轻质弹簧.
(1)若某次实验测得x1=40cm、x2=5cm、x3=25cm、θ=45°,求物块与木板间的动摩擦因数;
(2)实验完成后,小明同学还想进一步做点研究.他提出了如下两个问题:
①若已经测得物块与木板间的动摩擦因数为µ,还知道物块质量为m,能否通过运算,写出弹簧压缩至C点时弹性势能的表达式呢?(用字母表示)
②小明同学从网上查得,弹性势能公式为Ep=
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kx2.,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,物体在下滑过程中的最大速度又如何表达呢?(用字母表示)
你能帮助他解决上述问题吗?
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kx2.,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,物体在下滑过程中的最大速度又如何表达呢?(用字母表示)
你能帮助他解决上述问题吗?
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▼优质解答
答案和解析
(1)对ACD过程应用动能定理有:mgsinθ(x1-x3)-μmg(x1+2x2+x3)=0解得:μ=(x1−x3)sinθ(x1+2x2+x3)cosθ=(0.4−0.25)×22(0.4+0.1+0.25)×22=0.2;(2)①对AC过程,应用功能关系:EP=(mgsinθ-μmgcosθ)...
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