Question

【題目】測(cè)定木塊與水平長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，通常需要測(cè)力計(jì)．如果沒有測(cè)力計(jì)，也可通過其他方法測(cè)出它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)轉(zhuǎn)換測(cè)量的方法，測(cè)出了木塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，測(cè)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(cè)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(shí)測(cè)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(dòng)木塊在長木板上勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)出彈簧長度．

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

（2）根據(jù)測(cè)出的物理量，推導(dǎo)出木塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的表達(dá)式 k=____________ （用等字母表示）

（3）在實(shí)驗(yàn)中同學(xué)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(dòng)長木板水平運(yùn)動(dòng)，測(cè)出彈簧長度，同樣可以求得動(dòng)摩擦因數(shù)μ．比較圖c和圖d的兩種方法，你認(rèn)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(yùn)動(dòng)，所以彈簧的彈力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，所以有：

又

聯(lián)立以上解得：

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