题目内容

为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知道：一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复原长过程中，弹力所做的功为kx2．于是他设计了下述实验：
第一步：如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止；
第二步：将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态．
回答下列问题：
（1）对于松手后滑块在水平桌面上滑动过程中有关物理量的描述，下列说法正确的是   
A．当弹簧恢复原长时，滑块的加速度达最大值
B．当弹簧恢复原长时，滑块的速度达最大值
C．滑块的加速度先增大后减小，然后保持不变
D．滑块的加速度先减小后增大，然后保持不变
（2）你认为该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）：_    ．
（3）用直接测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数μ的计算式μ=    ．
【答案】分析：（1）松手后滑块在水平桌面上滑动过程中受到弹簧弹力和摩擦力的作用，根据牛顿第二定律分析加速度的变化情况，进而分析滑块的运动情况即可求解；
（2）（3）明确该实验的实验原理即可正确解答本题，该题中，利用了功能关系来求摩擦系数，即运动过程中克服摩擦力做功消耗弹簧的弹性势能．
解答：解：（1）松手后滑块在水平桌面上滑动过程中受到弹簧弹力和摩擦力的作用，根据牛顿第二定律得：
a=，滑块向右运动时，弹力减小，加速度减小，当弹力等于摩擦力时，加速度为零，速度达到最大值，木块继续向右运动，弹力进一步减小，加速度反向增大，木块做减速运动，当速度等于零时，加速度为零，故D正确，ABC错误．
故选D
（2）该过程中，物体运动克服摩擦力做功，消耗弹性势能，即弹簧弹力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求弹簧弹力做功的大小，根据W=kx2，需要测量弹簧的形变量，即原长和压缩后的长度的差值，需要测量弹簧的劲度系数，可以根据弹簧挂物体时处的平衡状态求出劲度系数，
在整个过程中根据功能关系有：kx2=mgμS，所以要测量物体滑行的距离S，
（3）根据题意，弹簧弹力做功为：W=kx2=k（l-l1）2     ①
设滑块质量为m，有：kx=mg，即：k（l2-l）=mg     ②
根据功能关系有：W=k（l-l1）2=mgμS          ③
联立①②③解得：μ=
故答案为：（1）D；（2）弹簧的原长L，弹簧被压缩时的长度L1，滑块滑行的距离S，弹簧悬挂滑块时的长度L2，（3）
点评：对于这样的课本之外的实验解答的突破口在于明确其实验原理，本题中要依据所提供信息，根据所学物理规律，明确该实验的实验原理，对于考查学生综合利用知识的能力起到很好的作用．
练习册系列答案
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（2005?盐城模拟）为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长过程中，弹力所做的功为
1
2
kx2，于是他设计了下述实验：
第1步：如图所示，将弹簧的一端固定的竖直墙上，弹簧处于原长时另一端位置A．现使滑块紧靠弹簧将其压缩至位置B，松手后滑块在水平桌面上运动一段距离，到达C位置时停止：
第2步：将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态．
回答下列问题：
（1）你认为，该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）
AB间距离x1，BC间距离s，弹簧竖直悬挂时伸长的长度x2
AB间距离x1，BC间距离s，弹簧竖直悬挂时伸长的长度x2
．
（2）用测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数μ的计算式：μ=
x
2
1
2x2s
x
2
1
2x2s
．
为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知道：一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复原长过程中，弹力所做的功为
1
2
kx2．于是他设计了下述实验：
第一步：如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止；
第二步：将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态．
回答下列问题：
（1）对于松手后滑块在水平桌面上滑动过程中有关物理量的描述，下列说法正确的是
D
D

A．当弹簧恢复原长时，滑块的加速度达最大值
B．当弹簧恢复原长时，滑块的速度达最大值
C．滑块的加速度先增大后减小，然后保持不变
D．滑块的加速度先减小后增大，然后保持不变
（2）你认为该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）：_
弹簧的原长L0，弹簧被压缩时的长度L1，滑块滑行的距离S，弹簧悬挂滑块时的长度L2，
弹簧的原长L0，弹簧被压缩时的长度L1，滑块滑行的距离S，弹簧悬挂滑块时的长度L2，
．
（3）用直接测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数μ的计算式μ=
(l0-l1)2
2(l2-l0)S
(l0-l1)2
2(l2-l0)S
．
精英家教网为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的轻弹簧由压缩量为x至恢复到原长的过程中，弹力所做的功为
kx22
．于是他设计了下列实验：
第一步：如图将弹簧的一端固定在竖直墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平面上滑行一段距离后停下；
第二步：将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态．
回答下列问题：
（1）对于松手后滑块在水平桌面上滑动过程中有关物理量的描述，正确的是
 

①当弹簧恢复原长时，滑块的加速度达到最大值　　②当弹簧恢复原长时，滑块的速度达到最大值
③滑块的加速度先增大，后减小，然后保持不变　　④滑块的加速度先减小，后增大，然后保持不变
A．①③B．②④C．③D．④
（2）你认为该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示；当地重力加速度g为已知）
 

（3）用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ的计算式．（写出运算过程）
为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料得知：一劲度系数为k的轻弹簧由压缩量为x到恢复到原长过程中，弹力所做的功为
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kx2．于是他设计了下述实验：（1）将弹簧的一端固定在竖直的墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩如图（a），松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止．停止时滑块已和弹簧分离如图（b）．精英家教网
（2）将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态如图（c）．回答下列问题：
①你认为，该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）
 
．
②用测得的物理量表示滑块与水平面间动摩擦因数μ的计算式为μ=
 
．

为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为L至恢复到原长过程中，弹力所做的功为。于是他设计了下述实验：

第一步，如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，弹簧处于原长时另一端在位置B，使滑块紧靠弹簧将其压缩至位置A，松手后滑块在水平桌面上运动一段距离，到达位置C时停止。

第二步，将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态。

请回答下列问题：

（1）你认为，该同学需用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）：

                                    和                                     。

（2）用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ的计算式：μ=            。

 

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