Question

【題目】如圖（a）由小車、斜面及粗糙程度可以改變的水平長直木板構成伽利略理想斜面實驗裝置。實驗時，在水平長直木板旁邊放上刻度尺，小車可以從斜面平穩地滑行到水平長直平面。利用該裝置與器材，完成能體現如圖（b）“伽利略理想斜面實驗思想與方法”的實驗推論（設重力加速度為g）。

（1）請指出，實驗時必須控制的實驗條件_____________________________________。

（2）請表述，由實驗現象可以得出的實驗推論：___________________________________________。

（3）圖（C）是每隔Δt時間曝光一次得到小車在粗糙水平面上運動過程中的五張照片，測得小車之間的距離分別是s1、s2、s3、s4，由此可估算出小車與水平面的動摩擦因數μ=____________（需要用s1、s2、s3、s4、g、Δt字符表示）。

Answer 1

【答案】（1）小車的垂直高度 （2）水平面越光滑，小車滑得越遠，當水平面完全光滑時，小車將滑向無窮遠 （3）

【解析】（1）根據伽利略“理想實驗”的內容與原理可知，需要小車、球到達水平面時的速度是相同的，所以在實驗的過程中要求小車從同一個位置釋放，可知需要控制的條件為開始時小車的垂直高度；

（2）根據實驗的情況，可以得出的結論為：水平面越光滑，小車滑得越遠，當水平面完全光滑時，小車將滑向無窮遠；

（3）小車在水平面內做勻變速直線運動，結合勻變速直線運動的推論，則：a=(s1+s2s3s4)/4Δt2，根據牛頓第二定律可知：a=μmg/m=μg，所以水平面的動摩擦因數：μ=(s1+s2s3s4)/4gΔt2。