Question

有兩個物理興趣小組在一次探究活動中，想測量滑塊和長木板之間的動摩擦因數(shù)．
（1）第一小組：利用平衡條件來測量動摩擦因數(shù)．
該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：
方案A：長木板固定，用彈簧秤拉動木塊，如圖甲所示；
方案B：木塊通過彈簧秤連接到墻壁，用手拉動木板，如圖乙所示．

①上述兩種方案中，你認(rèn)為更合理的方案是______（填“A”或“B”），原因是______；
②該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測量的物理量是______，滑塊和長木板之間的動摩擦因數(shù)μ=______．
（2）第二小組：利用牛頓第二定律來測量動摩擦因數(shù)．
實(shí)驗(yàn)裝置如圖丙所示，一端裝有定滑輪的、表面粗糙的長木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺上，長木板上有一滑塊，滑塊右側(cè)固定一輕小動滑輪，鉤碼和彈簧測力計(jì)通過繞在滑輪上的水平輕繩相連，放開鉤碼，滑塊在長木板上做勻加速直線運(yùn)動．
實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊加速運(yùn)動，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F′，處理紙帶，得到滑塊運(yùn)動的加速度a；改變鉤碼個數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F′為縱軸，加速度a為橫軸，得到的圖象是縱軸截距大小等于b的一條傾斜直線，如圖丁所示．已知滑塊和輕小動滑輪的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，忽略滑輪與輕繩之間的摩擦．則滑塊和長木板之間的動摩擦因數(shù)μ=______．

Answer 1

（1）①比較兩種實(shí)驗(yàn)方案的操作過程可以看出，方案A中物體在彈簧測力計(jì)作用下很難控制它一直做勻速直線運(yùn)動，彈簧秤的示數(shù)不穩(wěn)定，而方案B中拉動的是木板，木板運(yùn)動的速度不影響摩擦力的大小，穩(wěn)定時(shí)彈簧測力計(jì)與木塊相對于地靜止，此時(shí)讀數(shù)更準(zhǔn)確．所以，更合理的方案是B．
②實(shí)驗(yàn)過程中，木塊處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：f=F，滑動摩擦力f=μG，則動摩擦因數(shù)μ=

F

G

，實(shí)驗(yàn)需要測量：木塊重力G，彈簧測力計(jì)示數(shù)F．
（2）滑塊受到的拉力T為彈簧秤示數(shù)的兩倍，即：T=2F，
滑塊受到的摩擦力為：f=μmg，
由牛頓第二定律可得：T-f=ma，
解得力F與加速度a的函數(shù)關(guān)系式為：F=

m

2

a+

μmg

2

由圖象所給信息可得：b=

μmg

2

，
解得：μ=

2b

mg

；
故答案為：（1）①B；實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要控制木塊做勻速直線運(yùn)動，彈簧測力計(jì)靜止，方便讀數(shù)；②木塊重力G，彈簧測力計(jì)示數(shù)F；

F

G

；（2）

2b

mg

．