Question

為了測量兩張紙之間的動摩擦因數，某同學設計了一個實驗：如圖所示，在木塊A和板B上貼上待測的紙，B木板水平固定，砂桶通過細線與木塊A相連，調節砂桶中砂的多少，使木塊A勻速向左運動．測出砂桶和砂的總質量m，以及貼紙木塊A的質量M
（1）兩紙間的動摩擦因數為：

m

M

（2）在實際操作中，發現要保證木塊A做勻速運動較困難，請你對這個實驗作一改進來克服這一困難．
①你設計的改進方案是

使木塊A做勻加速運動，用打點計時器，測定A的加速度a，根據牛頓第二定律測得μ

；
②根據你的方案，結果動摩擦因數μ的表達式是

μ=

m

M

-

M+m

Mg

a

；
③根據你的方案要添加的器材有

電磁打點計時器、低壓交流電源．

．

Answer 1

分析：（1）滑動摩擦力大小f=μF_N，而沙桶和沙勻速運動，繩子拉力F=mg，A對木板的壓力F_N=Mg．
（2）可以借助打點計時器或光電門法，測定加速度，由牛頓第二定律和摩擦力公式求動摩擦因數．

解答：解：（1）木塊A勻速向左運動，則木塊A所受合力為0．繩子的拉力等于A所受的滑動摩擦力．
則得：f=μF_N=μMg．
由于沙桶和沙勻速運動，故繩子拉力：F=mg．故有：mg=μMg，
解得，μ=

m

M

（2）要保證木塊A做勻速運動較困難，可讓A做勻加速直線運動，用電磁打點計時器，測定A的加速度a，根據牛頓第二定律得：
  mg-μMg=（M+m）a
得到：μ=

m

M

-

M+m

Mg

a；
所以要添加的器材有電磁打點計時器、低壓交流電源．
故答案為：
（1）

m

M

；   
（2）①使木塊A做勻加速運動，用打點計時器，測定A的加速度a，根據牛頓第二定律測得μ其加速度a；
②μ=

m

M

-

M+m

Mg

a；    
③電磁打點計時器、低壓交流電源．

點評：本題考查了滑動摩擦力的大小及其相關因素，測定物體運動的加速度的方法，方法不唯一，比較靈活多變，技巧性很強，值得學習．