Question

为了测定木块与木板之间的动摩擦因数，一次研究性学习活动中，有人设计了下面三种实验方案，如图所示：
方案（A）：增减砂桶内的砂，使木块匀速运动，并测出木块、砂与砂桶的重量；
方案（B）：用力F拉木板向左运动，并读出弹簧秤的示数，称出木块的重量；
方案（C）：木板与水平面摩擦阁数相同，且圆滑连接，让木块从木板顶端加速滑到底端，并测出各相关的物理量．
请完成下列问题：
（1）如果操作正确无误，实验方案最准确而且最筋单的是：

B

（2）如果只给你刻度尺，完成实验方案（C），
需要测量的物理量是

物块在斜面上运动起点和在水平面上停止点间的竖直距离h和水平距离s

（如有必要，可在答卷中图上标示）．
动摩擦因数的表达式是：

μ=

h

s

．

Answer 1

分析：从方便实验操作与减小实验误差的角度分析各实验方案的优劣．

解答：解：（1）方案（A）：增减沙桶内的沙，使木块匀速运动时，木块所受的摩擦力μmg等于沙及桶的重力Mg，有μ=

M

m

，此方案要通过观察粗略确定木块是否做匀速运动，不准确，误差大．
方案（B）：用力F拉出木板时，木块受摩擦力作用，该力f可直接由弹簧测力计测出，则μ=

f

G

，且木板是不是匀速拉动不影响实验结果，简便，易操作，
方案（C）：根据动能定理，结合受力分析与力的分解，则有：0-0=mgh-μmgcosθ?

s1

cosθ

-μmgs₂，得：μ=

h

s1+s2

，由此看出其实验的测量量多，因此测量带来的误差大．
（2）根据实验方案（C），需要测量的量为：物块在斜面上运动起点和在水平面上停止点间的竖直距离h，及起点与终点的水平距离．
根据动能定理，结合受力分析与力的分解，则有：0-0=mgh-μmgcosθ?

s1

cosθ

-μmgs₂，得：μ=

h

s1+s2

=

h

s

，
故答案为：（1）B；
（2）物块在斜面上运动起点和在水平面上停止点间的竖直距离h和水平距离s；μ=

h

s

．

点评：由于本实验的成功与否主要体现在实验条件的优化上，故本探究题渗透了多种物理问题的科学研究方法，对培养学生良好的科学品质、创造能力有很好的作用．