Question

【题目】水平桌面上有一个半径很大的圆弧轨道P，某实验小组用此装置（如图）进行了如下实验：

①调整轨道P的位置，让其右端与桌边对齐，右端上表面水平；

②在木板Q表面由内到外顶上白纸和复写纸，并将该木板竖直紧贴桌边；

③将小物块a从轨道顶端由静止释放，撞到Q在白纸上留下痕迹O；

④保持Q竖直放置，向右平移L，重复步骤③，在白纸上留下痕迹O1；

⑤在轨道的右端点放置一个与a完全相同的物块b，重复步骤③，a和b碰后黏在一起，在白纸上留下痕迹O2；

⑥将轨道向左平移S，紧靠其右端固定一个与轨道末端等高，长度为S的薄板R，薄板右端与桌边对齐（虚线所示），重复步骤③，在白纸上留下痕迹O3；

⑦用刻度尺测出L、S、y1、y2、y3。

不考虑空气阻力，已知当地的重力加速度为g，完成下列问题：（用已知量和待测量的符号表示）

⑴步骤④中物块a离开轨道末端时的速率为_____；

⑵若测量数据满足关系式_____，则说明步骤⑤中a与b在轨道末端碰撞过程中动量守恒；

⑶步骤⑥中物块a离开薄板R右端时的速率为_____；

⑷物块a与薄板R间的动摩擦因数为_____。

Answer 1

【答案】

【解析】（1）步骤④中物块a离开轨道末端做平抛运动，竖直方向： ；水平方向： ；联立解得： 。

（2）同上，打在O2时，平抛初速度为： ；a与b在轨道末端碰撞过程中动量守恒： ，即，解得： 。

（3）方法同（1），v3= 。

（4）根据动能定理： ，代入数据得： 。