题目内容

为测定木块所受到的滑动摩擦力，两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案，实验装置如图所示．（实验中不计弹簧测力计的重力）
[甲方案]在水平实验桌上将木板用线拉住，通过弹簧测力计沿木板方向水平匀速拉动木块，使木块在木板上面滑动．
[乙方案]将木板放在水平实验桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，沿木板方向水平拉木板，使木板在木块下面滑动．

（1）从实验操作方面考虑，应选______方案，简要理由______．
（2）从实验误差方面考虑，应选______方案，简要理由______．

【答案】分析：研究物体所受的摩擦力，既用到了控制变量法又用到了转换法，在此题中主要是对转换法应用的考查．摩擦力是通过测力计的示数得到的．要让摩擦力等于测力计的示数，即拉力．就要使木块处于平衡状态：匀速直线运动状态或静止状态．甲图是让木块处于匀速直线运动状态，来保证摩擦力等于拉力．乙图是让物体处于静止状态来保证摩擦力等于拉力．
解答：解：在甲方案中，要保证摩擦力等于拉力，就必须匀速拉动木块，在实际操作中，很难保证匀速．而乙方案中，无论长木板是否做匀速直线运动，木块始终处于静止状态，摩擦力始终等于拉力．所以选择乙方案．
由于在实际操作中，甲方案很难保证住匀速拉动木块，所以测力计的示数就要发生变化．从而造成读数不准，误差偏大．而在乙方案中，木块始终处于静止状态，摩擦力始终等于拉力，而由于木块对木板的压力不变，木块与木板的接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，拉力也不变，测力计的示数也不变．这样读数准确，误差小．
故答案为：（1）乙、甲方案中，木块运动要求匀速，实际很难控制．乙方案中，木板滑动时可以是变速的．实验操作容易；
（2）乙、甲方案中，由于弹簧测力计是运动的，不易读准示数．乙方案中，弹簧测力计是静止的．容易读准示数．
点评：在乙方案中，要明确研究对象是静止的木块，而不是长木板，无论长木板如何运动，木块始终处于平衡状态．