Question

11．某同學(xué)為了測定木塊與小車之間的動摩擦因數(shù)，設(shè)計了如下的實驗：
①用彈簧秤測量帶凹槽的木塊重力，記為 F_N 1；
②將力傳感器 A 固定在水平桌面上，測力端通過輕質(zhì)水平細(xì)繩與木塊相連，木塊放在較長的平板小車上．水平輕質(zhì)細(xì)繩跨過定滑輪，一端連接小車，另一端系沙桶，不斷地緩慢向沙桶里倒入細(xì)沙，直到小車運動起來，待傳感器示數(shù)穩(wěn)定后，記錄此時數(shù)據(jù) F ₁；
③向凹槽中依次添加重力為 0.5N 的砝碼，改變木塊與小車之間的壓力 F _N，重復(fù)操作 ②，數(shù)據(jù)記錄如下表：

壓力	F${\;}_{{N}_{1}}$	F${\;}_{{N}_{2}}$	F${\;}_{{N}_{3}}$	F${\;}_{{N}_{4}}$	F${\;}_{{N}_{5}}$	F${\;}_{{N}_{6}}$	F${\;}_{{N}_{7}}$	F${\;}_{{N}_{8}}$
FN/N	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50	4.00	4.50	5.00
傳感器數(shù)據(jù)	F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7	F8
F/N	0.59	0.83	0.99	1.22	1.42	1.61	1.79	2.01

試完成：
（1 ）在實驗過程中，是否要求長木板必須做勻速直線運動？否（填“是”或“否”）
（2 ）為了充分利用測量數(shù)據(jù)，該同學(xué)將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計算出了三個差值：
△f₁=F ₅-F₁=0.83N，△f₂=F₆-F ₂=0.78N，△f₃=F ₇-F ₃=0.80N，請你給出第四個差值：
△f₄=F₈-F₄=0.79N．
（3 ）根據(jù)以上差值，可以求出每增加 0.50N 砝碼時摩擦力增加△f．△f用△f₁、△f₂、△f₃、△f₄ 表示的式子為：△f=$\frac{△{f}_{1}+△{f}_{2}+△{f}_{3}+△{f}_{4}}{4×4}$，代入數(shù)據(jù)解得△f=0.2N．
（4 ）木塊與木板間的動摩擦因數(shù) μ=0.4．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理，只要長木板運動，即受到滑動摩擦力，依據(jù)木塊處于平衡狀態(tài)，借助于力傳感器，即可求解滑動摩擦力；
（2）依據(jù)前三個差值，即可確定第四個差值；
（3）每增加0.50N砝碼時摩擦力增加為△f，而△f₁，△f₂，△f₃，△f₄，分別是相隔4個之差，再結(jié)合平均值，即可求解；
（4）根據(jù)滑動摩擦力公式μ=$\frac{f}{N}$，即可求解．

解答 解：（1）由實驗原理可知，只要長木板運動，即受到滑動摩擦力，依據(jù)平衡條件，那么力傳感器的示數(shù)即為木塊受到的滑動摩擦力，
再根據(jù)牛頓第三定律，那么長木板受到的滑動摩擦力大小，即等于力傳感器的示數(shù)大��；
（2）根據(jù)三個差值：△f₁=F₅-F₁=0.83N，：△f₂=F₆-F₂=0.78N，：△f₃=F₇-F₃=0.80N，
同理，第四個差值：△f₄=F₈-F₄，
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，則有：△f₄=0.79N；
（3）由于△f₁=F₅-F₁，而每增加0.50N砝碼時摩擦力增加：△f；
那么：△f=$\frac{△{f}_{1}+△{f}_{2}+△{f}_{3}+△{f}_{4}}{4×4}$，代入數(shù)據(jù)，
解得：△f=$\frac{0.83+0.78+0.80+0.79}{4×4}$=0.2N
（4）根據(jù)滑動摩擦力公式為：μ=$\frac{f}{N}$=$\frac{△f}{△N}$=$\frac{0.2}{0.5}$=0.4，
故答案為：（1）否；（2）F₈-F₄，0.79N；（3）$\frac{△{f}_{1}+△{f}_{2}+△{f}_{3}+△{f}_{4}}{4×4}$，0.2N； （4）0.4．

點評 考查滑動摩擦因數(shù)的測量方法，掌握實驗的設(shè)計原理，注意只有長木板運動，不需要長木板做勻速直線運動，同時掌握測量動摩擦因數(shù)運用變化的摩擦力與變化的壓力來求解，是解題的關(guān)鍵．