Question

【題目】實驗桌上放有一小木塊、一塊長木板、一個輕彈簧、一把毫米刻度尺、一段細線、一個鐵架臺，在沒有其他實驗器材的情況下，一實驗小組的同學想測出木塊與木板之間的動摩擦因數．

（1）這組同學設計出了下面兩種方案，你認為哪種方案比較合理_____．

方案甲：固定木板，水平拉彈簧使木塊做勻速直線運動（如圖甲）

方案乙：固定彈簧一端，另一端與木塊相連，水平拉木板（如圖乙）

（2）在選定合理的方案后，由于無法測出木塊對平木板的壓力和木塊受到的摩擦力，于是同學們想出了下面的辦法進行測量，請你根據提示求出木塊與木板間的動摩擦因數．

a．如圖丙將彈簧豎直固定在鐵架臺上，用刻度尺測出彈簧的長度L1；

b．如圖丁，在圖丙的基礎上將小木塊掛在彈簧的下端，用刻度尺測出彈簧的長度L2；

c．根據你的選擇，測出圖甲（或圖乙）中彈簧的長度L3．

d．根據上面的操作步驟，你可以得出小木塊與木板間的動摩擦因數為μ=_____．

Answer 1

【答案】 方案乙

【解析】（1）比較兩種實驗方案的操作過程可以看出，甲中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，彈簧秤的示數不穩定，而乙中拉動的是木板，木板運動的速度不影響摩擦力的大小，穩定時彈簧測力計與木塊相對于地靜止，此時讀數更準確．所以，更合理的方案是乙．

（2）同學乙沒有用彈簧秤，可以先將木塊豎直懸掛起來，靜止時測出彈簧的長為L2，再勻速拉動時測出彈簧的長．

由胡克定律得

由平衡條件得： ，又

則得．