Question

甲乙兩圖是測定動摩擦因數常用的兩種方案，根據你的實驗經驗和相關知識回答下列問題．

（1）關于實驗的操作要領和實驗現象，下面說法中正確的是______．
A．甲圖中只要A相對B滑動即可，乙圖中A必須做勻速運動
B．乙圖中只要A相對B滑動即可，甲圖中B必須做勻速運動
C．若兩種裝置中，被拉木塊均做勻速運動，則兩種情況下兩彈簧測力計的讀數相同
D．若兩種裝置中，被拉木塊均做勻速運動，甲圖中彈簧測力計的讀數較大
（2）設木塊A和B的質量分別為m_A=2kg，m_B=4kg，木塊A和B間的動摩擦因數μ₁=0.2，木塊B與地面間的動摩擦因數μ₂=0.3，彈簧測力計中彈簧的勁度系數k=100N/m，g取10m/s²，則在圖甲中，外力F_A的大小至少為______N，彈簧測力計的彈簧伸長量應為______cm．

Answer 1

解：（1）實驗時如果木塊不保持勻速直線運動，摩擦力不等于拉力，只有當彈簧秤拉動木塊勻速運動時，拉力才與摩擦力成為一對平衡力，甲圖中拉動B時，木塊受到向左的摩擦力，由于木塊相對地面靜止，只要A相對B滑動即可，乙圖中，A必須做勻速運動，摩擦力才等于彈簧彈力，故A正確，B錯誤；
若兩種裝置中，被拉木塊均做勻速運動，滑動摩擦力等于彈簧彈力，由于A對B壓力相等，因此滑動摩擦力相等，故彈簧示數相等，故C正確，D錯誤．
故選AC．
（2）當拉著B勻速運動時，拉力最小，此時拉力大小等于B所受摩擦力大小，因此有：
A給B的摩擦力大小為：f₁=F_N1μ=m_Agμ=4N
地面給B的摩擦力大小為：f₂=F_N2μ=（m_A+m_B）gμ=18N
F_A=f₁+f₂=22N
對于A彈簧彈力等于其所受摩擦力大小，因此有：kx=f₁，．
故答案為：22，4．
分析：（1）兩種方案均是根據木塊處于平衡狀態時，摩擦力的大小與彈簧的示數相等，求摩擦力也就是看彈簧的讀數的工作原理，其區別是操作的可行性；
（2）當拉著B勻速運動時，拉力最小，此時拉力大小等于B所受摩擦力大小，對于A根據摩擦力和彈簧彈力大小相等列方程可求出彈簧的伸長量．
點評：一個實驗設計，必須遵循科學性原則，簡便性原則，可操作性原則以及準確性原則；這一考題正是考查考生在兩個實驗方案中，就可操作性以及準確性方面做出正確判斷的能力以及數據處理的能力．