题目内容

某同学用一个测力计(弹簧秤)、木块和细线去粗略测定木块与固定斜面间的动摩擦因数.已知斜面的倾角不大,不加拉力时,木块放在斜面上将保持静止.
(1)该同学是否要用测力计测出木块所受的重力(答“要”或“不要”);
(2)写出实验的主要步骤;
(3)推出动摩擦因数的表达式.
分析:用弹簧秤沿斜面拉动木块做匀速运动,分别记下向上、向下运动时的弹簧秤的读数F1、F2 ;木块在斜面做匀速直线运动时,我们能根据平衡条件列出等式,实验中应用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动.
解答:解:同学实验的主要步骤:用弹簧测力计测出木块重G;
用弹簧秤沿斜面拉动木块做匀速运动,分别记下向上、向下运动时的弹簧秤的读数F1、F2
木块静止时有FN=Gcosθ,
向上匀速运动时有:F1-Gsinθ-Ff=0,①
向下匀速运动时有:F2+Gsinθ-Ff=0,②
①②两式相加得:F1+F2=2μGcosθ
①②两式相减得:F1-F2=2μGsinθ,进一步得:
进一步得:cosθ=
F1+F2
2μG

sinθ=
F1-F2
2G

两式二次方相加等于1.
整理得:μ=
F1+F2
4G2-(F1-F2)2

答:(1)需要;
(2)用弹簧测力计测出木块重G;
用弹簧秤沿斜面拉动木块做匀速运动,分别记下向上、向下运动时的弹簧秤的读数F1、F2
(3)
F1+F2
4G2-(F1-F2)2
点评:本题考查了平衡条件的应用和平衡力的判断,物体沿斜面下滑是一个重要的物理模型,一定要对该过程中摩擦力、弹力、重力沿斜面的分力等物理量的分析透彻.
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