Question

【题目】甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验．已知重力加速度为g．

(1)甲同学所设计的实验装置如图甲所示．其中A为一质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的物块，C为物块右端连接的一轻质弹簧测力计．实验时用力将A从B的下方抽出，通过C的读数F1即可测出动摩擦因数．则该设计能测出_____（填“A与B”或“A与地面”）之间的动摩擦因数，其表达式为_____．

(2)乙同学的设计如图乙所示．他在一端带有定滑轮的长木板上固定有A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．

实验时，多次改变沙桶中沙的质量，每次都让物块从靠近光电门A处由静止开始运动，读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间t，在坐标系中作出的图线如图丙所示，图线的斜率为k，与纵轴的截距为b，因乙同学不能测出小车质量，故该同学还应测出的物理量为_____．根据该测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为_____．

Answer 1

【答案】A与B 光电门A、B之间的距离x

【解析】

（1）当A达到稳定状态时B处于静止状态，弹簧测力计的读数F与B所受的滑动摩擦力f大小相等，B对木块A的压力大小等于B的重力mg，由f＝μN得，，由从Q上读取F1，则可求得μ，为A与B之间的动摩擦因数．

（2）小车由静止开始做匀加速运动，根据匀加速直线运动位移时间公式得：

，

解得：

根据牛顿第二定律得

对于沙和沙桶，F合＝F﹣μmg＝ma

则：

则图线的斜率为：k＝2mx，纵轴的截距为b＝μmg；

k与摩擦力是否存在无关，小车与长木板间的摩擦因数：