问题 实验题

(8分)有两个物理兴趣小组在一次探究活动中,想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。

⑴第一小组:利用平衡条件来测量动摩擦因数。

该小组同学设计了两种实验方案:

方案A:长木板固定,用弹簧秤拉动木块,如图甲所示;

方案B:木块通过弹簧秤连接到墙壁,用手拉动木板,如图乙所示。

①上述两种方案中,你认为更合理的方案是          (填“A”或“B”),原因是              

②该实验中应测量的物理量是                  ,滑块和长木板之间的动摩擦因数μ=        

⑵第二小组:利用牛顿第二定律来测量动摩擦因数。

实验装置如图丙所示,一端装有定滑轮的、表面粗糙的长木板固定在水平实验台上,长木板上有一滑块,滑块右侧固定一轻小动滑轮,钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的水平轻绳相连,放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动。

实验时滑块加速运动,读出弹簧测力计的示数F′,处理纸带,得到滑块运动的加速度a;改变钩码个数,重复实验;以弹簧测力计的示数F′为纵轴,加速度a为横轴,得到的图象是纵轴截距大小等于b的一条倾斜直线,如图丁所示。已知滑块和轻小动滑轮的总质量为m,重力加速度为g,忽略滑轮与轻绳之间的摩擦。则滑块和长木板之间的动摩擦因数μ=        

答案

⑴①B,因为在方案A中,木块要在长木板上匀速运动,而在方案B中,对木块的运动无限制,且弹簧秤是静止的,便于读数;②木块的重力G、弹簧秤的示数F,;⑵

题目分析:⑴①在两种方案中,滑块与木板之间的摩擦为滑动摩擦力,依据的实验原理肯定是滑动摩擦定律,因此为达实验目的——测出动摩擦因数,需知道滑动摩擦力和正压力的大小,因此在方案A中,滑块要在长木板上匀速运动,弹簧秤的读数才等于滑块与木板间的滑动摩擦力大小,而在方案B中,无论木板如何运动,对滑块都存在弹簧秤的拉力和滑动摩擦力相平衡,且在方案B中,弹簧秤是静止的,便于读数,故更合理的方案是B;

②由①中分析可知,实验中需测量的物理量为木块的重力G、弹簧秤的示数F,根据滑动摩擦定律可知,滑块和长木板之间的动摩擦因数μ=

⑵对滑块和轻小动滑轮,根据牛顿第二定律有:2F′-μmg=ma,即F′=,对照F′-a图象可知,=b,解得:μ=

多项选择题
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