题目内容

【题目】测定木块与长木板之间的动摩擦因数。

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。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__________。

写出推导过程:

(2)在实验中同学们发现:如果按图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 。

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】 设物体的质量为,据图中的平衡条件可知,,

由于弹簧的弹力和滑动摩擦力是一对平衡力,所以有:

又,联立以上解得: d 原因是: 要点①:用图c的方法很难保持木块在长木板上匀速运动,不好确定弹簧的长度。按图d的方法拉动长木板时,弹簧长度相对稳定,容易测量。

要点②:按图d比按图c的方法实验误差较小。

【解析】(1)设物体的质量为,据图中的平衡条件可知,,
由于弹簧的弹力和滑动摩擦力是一对平衡力,所以有:
又,联立以上解得:。
(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.

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