Question

为了测量木块与长木板之间的动摩擦因数，小周、小钱两位同学分别设计了如下实验：

（1）小周同学先将木块挂到一弹簧上，如甲所示，测出弹簧的长度 L₁。再将木块放置在水平的长木板上，弹簧的一端连着木块，另一端固定在墙上，如图乙所示。拉动长木板，将其从木块的下方缓缓抽出，在拉动过程中，测得弹簧的长度 L₂。要测得动摩擦因数，还必须测量的一个物理量为_______________（写出物理量的名称并用字母表示）， 由该实验测得动摩擦因数的表达式为μ=___________。（用测得的物理量的字母及 L₁ 、L₂ 等表示）

（2）小钱同学的设计如图所示。他在长木板的一端固定一个定滑轮，将其放置在水平桌面上， 木块连着打点计时器上（交流电频率为 50Hz）的纸带，用一细绳连接木块，细绳跨过滑轮， 另一端挂一钩码。放手后，钩码拉动木块，木块先做匀加速运动，钩码着地后，木块开始做匀减速运动，得到一条纸带，其减速时的纸带上打点情况如图丁所示，则木块减速时的加速度 a=________________m/s²（结果保留两位有效数字）。若当地重力加速度为 g，则乙测得的动摩擦因数的表达式为 μ=_______________。（用相关的物理量的字母表示）

Answer

弹簧的原长L0 4.2m/s2

【解析】

（1）小周同学的方案是通过测量木块的重力G（等于木块对木板的压力FN）和摩擦力Ff，再根据来求得动摩擦因数，因为结果是两个力的比值，所以不需要测量力的具体数值，只需知道两个力的相对大小，即可测得结果。弹簧弹力的大小正比于弹簧的形变量，要求弹簧的形变量，必须测量弹簧的原长L0。

得

（2）加速度，取T=0.04s，

得a=4.2m/s2

钩码着地后，拉力消失，木块水平方向只受木板的摩擦阻力，得，又，所以