Question

為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計了一個實驗：
如圖所示，在木塊A與木板B上貼上待測的紙，B木板水平固定，砂桶通過細(xì)線與木塊A相連，調(diào)節(jié)砂桶中砂的重量，使木塊A勻速向左運動，測出砂桶和砂的總質(zhì)量m，以及貼紙木塊A的質(zhì)量M．
（1）用以上方法測兩紙間的動摩擦因數(shù)μ，μ的表達(dá)式是

 

；
（2）該同學(xué)為什么要把紙貼在木塊A和木板B上，而不直接測量兩張紙間的滑動摩擦力？
（3）在實際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運動較困難，請你對這個實驗作一改進(jìn)來克服這一困難．
①你設(shè)計的改進(jìn)方案是

 

；
②根據(jù)你的方案，結(jié)果動摩擦因數(shù)的表達(dá)式是

 

；
③根據(jù)你的方案要添加的器材有

 

．

Answer 1

分析：（1）對A進(jìn)行受力分析，求出A受到的滑動摩擦力，然后由滑動摩擦力公式的變形公式求出動摩擦因數(shù)．
（2）在動摩擦因數(shù)一定的情況下，物體間的壓力越大，滑動摩擦力越大，越便于測出摩擦力大小．
（3）可讓A與彈簧測力計相連且固定不動，讓沙桶帶動B運動，從而測出動摩擦因數(shù)．

解答：解：（1）木塊A受到沙桶拉力F=mg與滑動摩擦力f作用，A做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：f=F=mg，
∵f=μF_N=μMg，∴動摩擦因數(shù)μ=

f

Mg

=

mg

Mg

=

m

M

；
（2）因為一張紙的重力太小，兩張紙間的滑動摩擦力太小，不便于進(jìn)行實驗，把紙帶貼在木塊與木板上，增大了紙間的壓力，增大了摩擦力，易于進(jìn)行實驗，便于測出摩擦力，所以要把紙貼在木塊A和木板B上進(jìn)行實驗．
（3）實驗中需要再添加一個彈簧測力計，如圖所示，用彈簧測力計把木塊A固定在豎直墻壁上，用沙桶拉動木板B運動，讀出彈簧測力計的示數(shù)F，AB間的滑動摩擦力f=F，f=μF_N=μMg，則動摩擦因數(shù)μ=

f

Mg

=

F

Mg

；

故答案為：（1）

m

M

；（2）①如圖所示；②

F

Mg

；③彈簧測力計．

點評：控制木塊做勻速直線運動比較困難，原實驗方案不好，可以用彈簧測力計拉住木塊，讀出彈簧測力計的示數(shù)，即可求出兩張紙間的滑動摩擦力，木板的運動狀態(tài)不受限制，木板可以做勻速運動，也可做變速運動．