Question

为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，某研究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，图中桌面到地面高为h，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：挡板固定在点，推动滑块压缩弹簧，滑块移到A处，测量A的距离，如图甲所示，滑块由静止释放，经B点飞出后落在水平地面上的P点，测出P点到桌面右端的水平距离为

实验过程二：将挡板的固定点移到距点距离为d的点，如图乙所示，推动滑块压缩弹簧，滑块移到C处，使C得距离与A的距离相等，滑块由静止释放，经B点飞出后落在水平地面上的Q点，测出Q点到桌面右端的水平距离为

（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，还需要测量的物理量是________________.

Answer

（1）C（2）（3）滑块停止滑动的位置到B点的距离

【解析】

试题分析：（1、2）滑块离开桌面后做平抛运动，平抛运动的时间为：，滑块水平方向做匀速直线运动，飞行的距离：，所以甲图滑块第1次离开桌面时的速度为：，乙图滑块第2次离开桌面时的速度为：，滑块第1次滑动的过程中，弹簧的弹力和摩擦力做功，设弹簧做的功是，AB之间的距离是x，则：，滑块第2次滑动的过程中有：，解得：，可知，要测定动摩擦因数，与弹簧的长度、弹簧的劲度系数、以及滑块的质量都无关．要想让滑块顺利画出桌面，弹簧的压缩量不能太小，故选C；

（2）在进行实验过程二时，发现滑块未能滑出桌面，则可以认为滑块的末速度是0．为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，还需要测量出滑块停止滑动的位置到B点的距离

考点：测定动摩擦因数实验

【名师点睛】从实验操作的步骤可知，两种情况下弹簧做的功相等，物块滑出桌面时的动能是弹簧做功与摩擦力做功的和；求出滑块滑过不同距离下的摩擦力做的功，即可求出摩擦力的大小与摩擦因数的大小