Question

【題目】測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)。

測定木塊與水平長木板之間的動摩擦因數(shù)，通常需要測力計。如果沒有測力計，能否測出它們之間的動摩擦因數(shù)呢？某實驗小組根據(jù)轉(zhuǎn)換測量的方法，測出了木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)。他們測量的步驟和方法如圖所示：

①如圖a，測出輕彈簧的自然長度；

②如圖b，將木塊懸掛在彈簧的下端，靜止時測出彈簧的長度；

③如圖c，將長木板固定在水平面上，用彈簧拉動木塊在長木板上水平勻速運動，測出彈簧長度。

（1）根據(jù)測出的物理量，請你寫出動摩擦因數(shù)的表達式 。寫出推導(dǎo)過程：

（2）在實驗中同學(xué)們發(fā)現(xiàn)：如果按圖d的方法，將彈簧一端連接木塊，一端固定在豎直墻壁上，拉動長木板水平運動，測出彈簧長度，同樣可以求得動摩擦因數(shù)。

比較圖c和圖d的兩種方法，你認為圖 方法更好，原因是 。

Answer 1

【答案】（1）（2）圖d方法更好

【解析】試題分析：（1）

推導(dǎo)過程：

設(shè)輕彈簧的勁度系數(shù)為k，木塊的質(zhì)量為m，根據(jù)圖13-a和圖13-b可得：

①

由牛頓定律可知木塊對長木板的壓力等于它的重力，即②

根據(jù)圖13-a和圖13-c可得：③

又因為④

聯(lián)立①②③④解得：⑤

（2）圖d方法更好；

原因是: 要點①：用圖13-c的方法很難保持木塊在長木板上勻速運動，不好確定彈簧的長度。按圖13-d的方法拉動長木板時，彈簧長度相對穩(wěn)定，容易測量。要點②：按圖13-d比按圖13-c的方法實驗誤差較小。