Question

为了测定木块与木板之间的动摩擦因数，利用现有的器材：木板、木块、弹簧测力计、刻度尺、秒表、沙桶与沙。有人设计了下面三种实验方案如图所示：⑴增减沙桶内的沙，使木块看起来做匀速运动，并测出木块、沙与沙桶的重量；⑵用力Ｆ把木板从木块下面向左拉出，并读出弹簧测力计的示数，称出木块的重量；⑶让木块从木板顶端加速滑到底端，并测出下滑时间及相应长度，再测出木板与水平地面的夹角。
如果这三个实验的操作正确无误，请你利用现有知识对每个方案作出简要分析、评价。

Answer 1

解析：由于本实验的成功与否主要体现在实验条件的优化上，故本探究题渗透了多种物理问题的科学研究方法，对培养学生良好的科学品质、创造能力有很好的作用。 方案⑴：增减沙桶内的沙，使木块匀速运动时，木块所受的摩擦力μmg等于沙及桶的重力Ｍg，有μ＝，此方案要通过观察粗略确定木块是否做匀速运动，不准确，误差大。方案⑵：用力Ｆ拉出木板时，木块受摩擦力作用，该力f可直接由弹簧测力计测出，则μ＝，且木板是不是匀速拉动不影响实验结果，简便，易操作，但是由于用手拿住弹簧秤，会使弹簧秤读数不稳定。方案⑶：根据牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma和运动学公式s=at²。得：μ＝tgθ-，由此看出其实验的测量量多，因此测量带来的误差大。