Question

【題目】甲、乙兩同學(xué)均設(shè)計(jì)了測動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)．已知重力加速度為g．

（1）甲同學(xué)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．其中A為一質(zhì)量為M的長直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊，C為物塊右端連接的一輕質(zhì)彈簧測力計(jì)．實(shí)驗(yàn)時(shí)用力將A從B的下方抽出，通過C的讀數(shù)F1即可測出動摩擦因數(shù)．則該設(shè)計(jì)能測出 （填“A與B”或“A與地面”）之間的動摩擦因數(shù)，其表達(dá)式為 ．

（2）乙同學(xué)的設(shè)計(jì)如圖乙所示．他在一端帶有定滑輪的長木板上固定有A、B兩個(gè)光電門，與光電門相連的計(jì)時(shí)器可以顯示帶有遮光片的物塊在其間的運(yùn)動時(shí)間，與跨過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測力計(jì)能顯示掛鉤處所受的拉力．

實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次改變沙桶中沙的質(zhì)量，每次都讓物塊從靠近光電門A處由靜止開始運(yùn)動，讀出多組測力計(jì)示數(shù)F及對應(yīng)的無愛在兩光電門之間的運(yùn)動時(shí)間t，在坐標(biāo)系中作出F﹣的圖線如圖丙所示，圖線的斜率為k，與縱軸的截距為b，因乙同學(xué)不能測出小車質(zhì)量，故該同學(xué)還應(yīng)測出的物理量為 ．根據(jù)該測量物理量及圖線信息可知物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)表達(dá)式為 ．

Answer 1

【答案】（1）A與B，；（2）光電門A、B之間的距離x；

【解析】解：（1）當(dāng)A達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)B處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F與B所受的滑動摩擦力f大小相等，B對木塊A的壓力大小等于B的重力mg，由f=μN(yùn)得，μ==，由從Q上讀取F1，則可求得μ，為A與B之間的動摩擦因數(shù)．

（2）小車由靜止開始做勻加速運(yùn)動，根據(jù)勻加速直線運(yùn)動位移時(shí)間公式得：

x=at2，

解得：a=

根據(jù)牛頓第二定律得

對于沙和沙桶，F合=F﹣μmg=ma

則：

則圖線的斜率為：k=2mx，縱軸的截距為b=μmg；

k與摩擦力是否存在無關(guān)，小車與長木板間的摩擦因數(shù)：=

故答案為：（1）A與B，；（2）光電門A、B之間的距離x；