题目内容

【题目】测定木块与长木板之间的动摩擦因数μ.
测定木块与水平长木板之间的动摩擦因数,通常需要测力计.如果没有测力计,能否测出它们之间的动摩擦因数呢?某实验小组根据转换测量的方法,测出了木块与长木板之间的动摩擦因数μ.他们测量的步骤和方法如图所示:

①如图a,测出轻弹簧的自然长度l0
②如图b,将木块悬挂在弹簧的下端,静止时测出弹簧的长度l1
③如图c,将长木板固定在水平面上,用弹簧拉动木块在长木板上水平匀速运动,测出弹簧长度l2
(1)根据测出的物理量,请你写出动摩擦因数的表达式μ= . 写出推导过程:
(2)在实验中同学们发现:如果按图11﹣d的方法,将弹簧一端连接木块,一端固定在竖直墙壁上,拉动长木板水平运动,测出弹簧长度l3 , 同样可以求得动摩擦因数μ.
比较图c和图d的两种方法,你认为图方法更好,原因是

【答案】
(1)
(2)d,图C中的物体在弹簧测力计作用下很难控制它一直做匀速直线运动,弹簧秤的示数不稳定;图d中拉动的是木板,木板运动的速度不影响摩擦力的大小,稳定时弹簧测力计与木块相对于地静止,此时读数更准确
【解析】解:(1)设物体的质量为m,据图中的平衡条件可知,mg=K(L1﹣L0),

由于弹簧的弹力和滑动摩擦力是一对平衡力,所以有:F=f=k(L2﹣L0

又f=μmg

联立以上解得:μ= (2)比较两种实验方案的操作过程可以看出,图C中的物体在弹簧测力计作用下很难控制它一直做匀速直线运动,弹簧秤的示数不稳定,而图d中拉动的是木板,木板运动的速度不影响摩擦力的大小,稳定时弹簧测力计与木块相对于地静止,此时读数更准确.所以,更合理的方案是图d.

所以答案是:(1) ;(2)图C中的物体在弹簧测力计作用下很难控制它一直做匀速直线运动,弹簧秤的示数不稳定;而图d中拉动的是木板,木板运动的速度不影响摩擦力的大小,稳定时弹簧测力计与木块相对于地静止,此时读数更准确.

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