Question

甲乙两图是测定动摩擦因数常用的两种方案，根据你的实验经验和相关知识回答下列问题．

（1）关于实验的操作要领和实验现象，下面说法中正确的是

AC

．
A．甲图中只要A相对B滑动即可，乙图中A必须做匀速运动
B．乙图中只要A相对B滑动即可，甲图中B必须做匀速运动
C．若两种装置中，被拉木块均做匀速运动，则两种情况下两弹簧测力计的读数相同
D．若两种装置中，被拉木块均做匀速运动，甲图中弹簧测力计的读数较大
（2）设木块A和B的质量分别为m_A=2kg，m_B=4kg，木块A和B间的动摩擦因数μ₁=0.2，木块B与地面间的动摩擦因数μ₂=0.3，弹簧测力计中弹簧的劲度系数k=100N/m，g取10m/s²，则在图甲中，外力F_A的大小至少为

22

N，弹簧测力计的弹簧伸长量应为

4

cm．

Answer 1

分析：（1）两种方案均是根据木块处于平衡状态时，摩擦力的大小与弹簧的示数相等，求摩擦力也就是看弹簧的读数的工作原理，其区别是操作的可行性；
（2）当拉着B匀速运动时，拉力最小，此时拉力大小等于B所受摩擦力大小，对于A根据摩擦力和弹簧弹力大小相等列方程可求出弹簧的伸长量．

解答：解：（1）实验时如果木块不保持匀速直线运动，摩擦力不等于拉力，只有当弹簧秤拉动木块匀速运动时，拉力才与摩擦力成为一对平衡力，甲图中拉动B时，木块受到向左的摩擦力，由于木块相对地面静止，只要A相对B滑动即可，乙图中，A必须做匀速运动，摩擦力才等于弹簧弹力，故A正确，B错误；
若两种装置中，被拉木块均做匀速运动，滑动摩擦力等于弹簧弹力，由于A对B压力相等，因此滑动摩擦力相等，故弹簧示数相等，故C正确，D错误．
故选AC．
（2）当拉着B匀速运动时，拉力最小，此时拉力大小等于B所受摩擦力大小，因此有：
A给B的摩擦力大小为：f₁=F_N1μ=m_Agμ=4N
地面给B的摩擦力大小为：f₂=F_N2μ=（m_A+m_B）gμ=18N
F_A=f₁+f₂=22N
对于A弹簧弹力等于其所受摩擦力大小，因此有：kx=f₁，x=

f1

k

=

4N

100N/m

=0.04m=4cm．
故答案为：22，4．

点评：一个实验设计，必须遵循科学性原则，简便性原则，可操作性原则以及准确性原则；这一考题正是考查考生在两个实验方案中，就可操作性以及准确性方面做出正确判断的能力以及数据处理的能力．