Question

測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)：

(1)為了測(cè)定木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，利用現(xiàn)有的器材：“木板、木塊、彈簧秤、刻度尺、秒表、砂桶與砂”，有人設(shè)計(jì)了下面三種實(shí)驗(yàn)方案：①增減砂桶內(nèi)的砂，使木塊勻速運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出木塊、砂與砂桶的重力；②用力F拉木板向左運(yùn)動(dòng)，并讀出彈簧秤的示數(shù)，稱出木塊的重力；③讓木塊從木板頂端加速滑到底端，并測(cè)出下滑時(shí)間及相應(yīng)各長(zhǎng)度.如果這三個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作正確無(wú)誤，你認(rèn)為哪個(gè)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)最準(zhǔn)確而且最簡(jiǎn)單？

答：____________________________________________________________

試從實(shí)驗(yàn)原理上對(duì)每個(gè)方案作出簡(jiǎn)要分析和評(píng)價(jià).

方案①__________________________________________________________________.

方案②__________________________________________________________________.

方案③__________________________________________________________________.

(2)某同學(xué)用一個(gè)測(cè)力計(jì)(彈簧秤)、木塊和細(xì)線去粗略測(cè)定該木塊跟一個(gè)固定斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，設(shè)此斜面的傾角不大，不加力時(shí)，木塊放在斜面上能保持靜止.

①他是否要用測(cè)力計(jì)稱出木塊的重力?

②寫出實(shí)驗(yàn)的主要步驟;

③推導(dǎo)出μ的計(jì)算式.

Answer 1

解析：（1）方案②最準(zhǔn)確、最簡(jiǎn)單.

方案①木塊勻速不易調(diào)節(jié)和判斷.

方案②滑動(dòng)摩擦力的大小可直接從彈簧秤中讀出，與木板抽動(dòng)快慢無(wú)關(guān).

方案③時(shí)間、長(zhǎng)度的測(cè)量都會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，且測(cè)量過(guò)程和步驟較多.

（2）①要用測(cè)力計(jì)稱出木塊的重力

②a.用測(cè)力計(jì)將木塊沿斜面勻速上拉（拉力與斜面平行），記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F₁.

b.用測(cè)力計(jì)將木塊沿斜面勻速下拉（拉力與斜面平行），記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F₂.

c.用測(cè)力計(jì)稱出木塊的重力G.

③F₁=Gsinα+μGcosα  F₂=μGcosα-Gsinα

聯(lián)立得：sinα=,cosα=

μ=.