Question

为了测量两张牛皮纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，如图所示．在长木板A的上表面和木块B的下表面贴上待测牛皮纸，调整木板与水平方向的夹角θ，使B在A上做匀速运动．（重力加速度g为已知）
（1）一次实验中，该同学使B在A上匀速下滑，测量出θ=θ₀．则牛皮纸之间的动摩擦因数μ=

 

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（2）在实际操作中发现，要保证木块在斜面上做匀速运动很困难，请你对这个实验加以改进，克服这一困难．
①简述你设计的改进方案：

 

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②你设计的改进方案中，要添加的主要器材有：

 

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③根据你改进的方案进行测量，动摩擦因数的表达式为μ=

 

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Answer 1

分析：（1）木块B匀速下滑，受力平衡，根据平衡条件列式即可求解动摩擦因素；
（2）使木块在斜面上向下运动，用打点计时器在纸带上记录运动情况，分析纸带求出其运动的加速度，进而计算出动摩擦因数即可，需要的器材为打点计时器、电源、导线等．

解答：解：（1）木块B匀速下滑，受力平衡，
则有：mgsinθ₀=μmgcosθ₀
解得：μ=tanθ₀ 
（2）①使木块在斜面上向下运动，用打点计时器在纸带上记录运动情况，分析纸带求出其运动的加速度，进而计算出动摩擦因数；
  ②用打点计时器打出木块B向下运动时的纸带，根据纸带求出加速度，所以需要打点计时器、电源、导线等 
  ③根据打点计时器求出B运动的加速度为a，则
mgsinθ-μmgcosθ=ma
解得：μ=tanθ-

a

gcosθ

故答案为：（1）tanθ₀；
（2）①使木块在斜面上向下运动，用打点计时器在纸带上记录运动情况，分析纸带求出其运动的加速度，进而计算出动摩擦因数；
  ②打点计时器、电源、导线等 
  ③tanθ-

a

gcosθ

点评：本题主要考查了牛顿第二定律及平衡条件的直接应用，知道用打点计时器测量物体加速度的方法，难度适中．