Question

(10分)为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，某小组设计了如图甲所示的实验装置，其中挡板可固定在桌面上，轻弹簧左端与挡板相连，图中桌面高为h，O₁、O₂、A、B、C点在同一水平直线上．已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计．

实验过程一：挡板固定在O₁点，推动滑块压缩弹簧，滑块移到A处，测量O₁A的距离，如图甲所示．滑块由静止释放，落在水平面上的P点，测出P点到桌面右端的水平距离为x₁；

实验过程二：将挡板的固 定点移到距O₁点距离为d的O₂点，如图乙所示，推动滑块压缩弹簧，滑块移到C处，使O₂C的距离与O₁A的距离相等．滑块由静止释放，落在水平面上的Q点，测出Q点到桌面右端的水平距离为x₂．

（1）为完成本实验，下列说法中正确的是    ．

A．必须测出小滑块的质量

B．必须测出弹簧的劲度系数

C．弹簧的压缩量不能太小

D．必须测出弹簧的原长

（2）写出动摩擦因数的表达式μ=    （用题中所给物理量的符号表示）．

（3）小红在进行实验过程二时，发现滑块未能滑出桌面．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，还需测量的物理量是    ．

（4）某同学认为，不测量桌面高度，改用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间，也可测出小滑块与水平桌面间的动摩擦因数．此实验方案    （选填“可行”或“不可行”），理由是    ．

Answer

（1）C（3分） （2）（3分）（3）滑块停止滑动的位置到B点的距离（2分）

（4）不可行（1分） 滑块在空中飞行时间很短，难以把握计时起点和终点，秒表测时间误差较大（1分）

【解析】

试题分析：（1）（2）实验过程一和实验过程二，在桌面运动过程，弹簧弹力做功相等，用表示，但是摩擦力做功不等，离开桌面后为平抛运动，根据平抛的高度和水平位移可计算出离开桌面的速度，前后两次摩擦力做功相差，弹簧做功相等，所以有末动能之差，整理可得，所以第一小题中不需要测量滑块质量和弹簧劲度系数也不需要测量弹簧原长，只是需要注意弹簧压缩量不能太小以免小车滑不出桌面，少了平抛运动，所以选项C正确。（3）若没有滑出桌面，则末速度为0，摩擦力做功之差仍等于末动能之差，没有滑出来即末动能为0，，要找到，只需要测量出所停止的位置到桌面右端的距离，则有；此时动摩擦因数；所以测出滑块停止的位置到B点的距离即可。（4）用秒表测量平抛运动的时间，不好操作，平抛运动时间短，另外依靠肉眼也不好判断平抛的时间起点和终点。

考点：功能关系实验探究