Question

2．学习了摩擦力后，小明提出问题：物体在斜面上滑动时，摩擦力如何测量？
小明想到了如下的二种实验方案：
方案一：根据二力平衡原理．用弹簧测力计将重为5牛的木块匀速拉上斜面，读出弹簧测力计的示数为4.6牛，即测得木块在斜面上受到的摩擦力为4.6牛．
方案二：根据能量转化与守恒定律．测出斜面的有关数据如图所示：H为15cm，S₁为32cm，S₂为30cm．通过计算求出摩擦力的大小．
（1）若按照方案二，当将木块拉上斜面时，需克服重力做功0.75J，小车在斜面上受到的摩擦力为2.1 N．
（2）你认为方案二是正确的．

Answer 1

分析 （1）克服重力做功，W_有用=Gh；做的总功，W_总=Fs₂可求；克服摩擦力做的功就是额外功，W_额=W_总-W_有用=fs₂，可求摩擦力；
（2）方案一错误，斜面上的摩擦力匀速运动时不等于拉力．

解答 解：（1）克服重力做功，W_有用=Gh=5N×0.15m=0.75J；
做的总功，W_总=Fs₂=4.6N×0.3m=1.38J，
克服摩擦力做的功就是额外功，W_额=W_总-W_有用=1.38J-0.75J=0.63J，
由W_额=fs₂可得：
f=$\frac{{W}_{额}}{{s}_{2}}$=$\frac{0.63J}{0.3m}$=2.1N；
（2）方案一错误，斜面上的摩擦力匀速运动时不等于拉力，拉力等于摩擦力加上重力沿斜面向下的分力，故方案二正确．
故答案为：（1）0.75；2.1；（2）二．

点评 本题主要考查物体在斜面上滑动时，摩擦力如何测量，要理解斜面上的摩擦力匀速运动时不等于拉力．