Question

為了只用一根彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面間的動摩擦因數μ(設為定值)，某同學經查閱資料知，一勁度系數為k的輕彈簧由伸長量為x至恢復到原長的過程中，彈力做功為kx²，于是他設計了以下實驗：

圖5-6-10

a.如圖5-6-10所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，彈簧處于原長時另一端在A點.現推動滑塊將彈簧壓縮至B點，松手后滑塊在水平桌面上運動一段距離，到達C點時停止；

b.將滑塊掛在豎直放置的彈簧下，彈簧伸長后保持靜止狀態.

請回答下列問題：

(1)你認為，該同學應該用刻度尺直接測量的物理量有哪些(寫出名稱并用符號表示)?

(2)用測得的物理量表示滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數μ.

Answer 1

解析：本題屬于探索性實驗，需要將日常生活中學到的知識應用到題中所給出的問題情景中，根據題中已知的條件可以知道，該同學利用刻度尺直接測量的量有：需要用刻度尺測出AB間的距離x、BC間的距離s和彈簧豎直懸掛滑塊時伸長的長度x₂；然后再根據滑塊的運動，求滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數μ的表達式.滑塊在整個運動過程中，只有彈力和摩擦力做功，根據能量的轉化關系，有kx₁²=μmgs，而kx=mg，所以μ=.

答案：需要用刻度尺測出AB間的距離x、BC間的距離s和彈簧豎直懸掛滑塊時伸長的長度x₂；μ=