题目

题型：不详难度：来源：

某学习小组设计了一种如图所示的摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数。其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤、连接摆锤的轻质细杆，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与O等高的位置由静止释放。摆锤到最低点附近橡胶片紧压地面擦过一段很小的距离，之后继续摆动至最高位置。若测得摆锤的质量为m，摆锤重心到O点的距离为L，橡胶片紧压地面擦过的距离s，摆锤摆到最左端杆与竖直方向成θ角，摆锤经过最低点时对地面的压力大小为F，在橡胶片擦过地面距离s过程中此压力视为不变。（重力加速度为g）

（1）橡胶片与地面间的动摩擦因数μ的表达式为__________。（请用题中已知的物理量字母来表示）
（2）换用不同橡胶片测得μ与θ的大致关系如图线所示。已知L=1m，s=0.116m，则F约是摆锤重力的_____倍。

（3）把摆锤经过最低点时对地面的压力F作为橡胶片擦过地面距离s过程中的压力，则此导致测得的橡胶片与地面间的动摩擦因数μ__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

答案

（1）(2分)
（2）2.99倍(2分)（3倍左右都可以）
（3）偏小(2分)

解析

试题分析：（1）由能量守恒可知重锤的重力势能的减小量完全转化为克服摩擦力做功，因此（2），通过查询三角函数关系表，得出图像斜率即的值，带入数据即可求得F约为重力的3倍（3）由以上关系可知，把摆锤经过最低点时对地面的压力F作为橡胶片擦过地面距离s过程中的压力，则此导致测得的橡胶片与地面间的动摩擦因数μ偏小
点评：本题难度较大，对于图像处理的方法要加强练习，同时注意误差的分析能力的锻炼