Question

為測定木塊所受到的滑動摩擦力，兩個實驗小組分別設計了甲、乙兩種實驗方案，實驗裝置如圖所示．（實驗中不計彈簧測力計的重力）
[甲方案]在水平實驗桌上將木板用線拉住，通過彈簧測力計沿木板方向水平勻速拉動木塊，使木塊在木板上面滑動．
[乙方案]將木板放在水平實驗桌面上，用線通過彈簧測力計水平地拉住木塊，沿木板方向水平拉木板，使木板在木塊下面滑動．

（1）從實驗操作方面考慮，應選______方案，簡要理由______．
（2）從實驗誤差方面考慮，應選______方案，簡要理由______．

Answer 1

【答案】分析：研究物體所受的摩擦力，既用到了控制變量法又用到了轉換法，在此題中主要是對轉換法應用的考查．摩擦力是通過測力計的示數得到的．要讓摩擦力等于測力計的示數，即拉力．就要使木塊處于平衡狀態：勻速直線運動狀態或靜止狀態．甲圖是讓木塊處于勻速直線運動狀態，來保證摩擦力等于拉力．乙圖是讓物體處于靜止狀態來保證摩擦力等于拉力．
解答：解：在甲方案中，要保證摩擦力等于拉力，就必須勻速拉動木塊，在實際操作中，很難保證勻速．而乙方案中，無論長木板是否做勻速直線運動，木塊始終處于靜止狀態，摩擦力始終等于拉力．所以選擇乙方案．
由于在實際操作中，甲方案很難保證住勻速拉動木塊，所以測力計的示數就要發生變化．從而造成讀數不準，誤差偏大．而在乙方案中，木塊始終處于靜止狀態，摩擦力始終等于拉力，而由于木塊對木板的壓力不變，木塊與木板的接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力不變，拉力也不變，測力計的示數也不變．這樣讀數準確，誤差小．
故答案為：（1）乙、甲方案中，木塊運動要求勻速，實際很難控制．乙方案中，木板滑動時可以是變速的．實驗操作容易；
（2）乙、甲方案中，由于彈簧測力計是運動的，不易讀準示數．乙方案中，彈簧測力計是靜止的．容易讀準示數．
點評：在乙方案中，要明確研究對象是靜止的木塊，而不是長木板，無論長木板如何運動，木塊始終處于平衡狀態．