Question

【題目】測定木塊與水平長木板之間的動摩擦因數(shù)，通常需要測力計．如果沒有測力計，也可通過其他方法測出它們之間的動摩擦因數(shù)．某實驗小組根據(jù)轉(zhuǎn)換測量的方法，測出了木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ，測量的步驟和方法如圖所示．

①如圖a，將輕彈簧豎直懸掛起來，測出輕彈簧的自然長度；

②如圖b，將木塊懸掛在輕彈簧的下端，靜止時測出彈簧的長度；

③如圖c，將長木板固定在水平面上，用彈簧拉動木塊在長木板上勻速運動，測出彈簧長度．

（1）若測量該輕彈簧原長=20cm，懸掛木塊的重力為20N時，彈簧總長=24 cm．則該彈簧的勁度系數(shù)k=____________N/m．

（2）根據(jù)測出的物理量，推導出木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ的表達式 k=____________ （用等字母表示）

（3）在實驗中同學們發(fā)現(xiàn)：如果按圖d的方法，將輕彈簧一端連接木塊，另一端固定在豎直墻壁上，拉動長木板水平運動，測出彈簧長度，同樣可以求得動摩擦因數(shù)μ．比較圖c和圖d的兩種方法，你認為圖_____（填“c”或“d”）方法更好．

Answer 1

【答案】500 d

【解析】

（1）[1]設(shè)物體的質(zhì)量為m，據(jù)圖中的平衡條件可知，

，

所以：

[2]由于木塊勻速運動，所以彈簧的彈力和滑動摩擦力是一對平衡力，所以有：

又

聯(lián)立以上解得：

（2）[3]比較兩種實驗方案的操作過程可以看出，圖C中的物體在彈簧測力計作用下很難控制它一直做勻速直線運動，彈簧秤的示數(shù)不穩(wěn)定，而圖d中拉動的是木板，木板運動的速度不影響摩擦力的大小，穩(wěn)定時彈簧測力計與木塊相對于地靜止，此時讀數(shù)更準確．所以，更合理的方案是圖d；