Question

【題目】為了測量木塊與長木板之間的動摩擦因數，小周、小錢兩位同學分別設計了如下實驗：

（1）小周同學先將木塊掛到一彈簧上，如甲所示，測出彈簧的長度 L1。再將木塊放置在水平的長木板上，彈簧的一端連著木塊，另一端固定在墻上，如圖乙所示。拉動長木板，將其從木塊的下方緩緩抽出，在拉動過程中，測得彈簧的長度 L2。要測得動摩擦因數，還必須測量的一個物理量為_______________（寫出物理量的名稱并用字母表示）， 由該實驗測得動摩擦因數的表達式為μ=___________。（用測得的物理量的字母及 L1 、L2 等表示）

（2）小錢同學的設計如圖所示。他在長木板的一端固定一個定滑輪，將其放置在水平桌面上， 木塊連著打點計時器上（交流電頻率為 50Hz）的紙帶，用一細繩連接木塊，細繩跨過滑輪， 另一端掛一鉤碼。放手后，鉤碼拉動木塊，木塊先做勻加速運動，鉤碼著地后，木塊開始做勻減速運動，得到一條紙帶，其減速時的紙帶上打點情況如圖丁所示，則木塊減速時的加速度 a=________________m/s2（結果保留兩位有效數字）。若當地重力加速度為 g，則乙測得的動摩擦因數的表達式為 μ=_______________。（用相關的物理量的字母表示）

Answer 1

【答案】彈簧的原長L0 4.2m/s2

【解析】

（1）小周同學的方案是通過測量木塊的重力G（等于木塊對木板的壓力FN）和摩擦力Ff，再根據來求得動摩擦因數，因為結果是兩個力的比值，所以不需要測量力的具體數值，只需知道兩個力的相對大小，即可測得結果。彈簧彈力的大小正比于彈簧的形變量，要求彈簧的形變量，必須測量彈簧的原長L0。

得

（2）加速度，取T=0.04s，

得a=4.2m/s2

鉤碼著地后，拉力消失，木塊水平方向只受木板的摩擦阻力，得，又，所以