Question

為了只用一根彈簧和一把刻度尺測定某滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），某同學(xué)經(jīng)查閱資料知：一勁度系數(shù)為k的輕彈簧由伸長量為x至恢復(fù)到原長過程中，彈力所做的功為kx²，于是他設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)：
第1步：如圖所示，將彈簧的一端固定的豎直墻上，彈簧處于原長時(shí)另一端位置A．現(xiàn)使滑塊緊靠彈簧將其壓縮至位置B，松手后滑塊在水平桌面上運(yùn)動(dòng)一段距離，到達(dá)C位置時(shí)停止：
第2步：將滑塊掛在豎直放置的彈簧下，彈簧伸長后保持靜止?fàn)顟B(tài)．
回答下列問題：
（1）你認(rèn)為，該同學(xué)應(yīng)該用刻度尺直接測量的物理量是（寫出名稱并用符號(hào)表示）______．
（2）用測得的物理量表示滑塊與水平桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ的計(jì)算式：μ=______．

Answer 1

解：（1）該過程中，物體運(yùn)動(dòng)克服摩擦力做功，消耗彈性勢(shì)能，即彈簧彈力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求彈簧彈力做功的大小，根據(jù)，需要測量彈簧的形變量，即原長和壓縮后的長度的差值，即AB之間的距離x₁；需要測量彈簧的勁度系數(shù)，可以根據(jù)彈簧掛物體時(shí)處的平衡狀態(tài)求出勁度系數(shù)k，使用要測量將滑塊掛在豎直放置的彈簧下，彈簧伸長后保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)彈簧的伸長量x₂；在整個(gè)過程中根據(jù)功能關(guān)系有：
①，所以要測量物體滑行的距離S．
（2）將滑塊掛在豎直放置的彈簧下時(shí)，mg=kx₂ ②
①②聯(lián)立得：
故答案為：（1）AB間距離x₁，BC間距離s，彈簧豎直懸掛時(shí)伸長的長度x₂（2）
分析：該題中，利用二力平衡求出彈簧的勁度系數(shù)k，利用了功能關(guān)系來求摩擦系數(shù)，即運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做功消耗彈簧的彈性勢(shì)能．
點(diǎn)評(píng)：該實(shí)驗(yàn)解答的突破口在于明確其實(shí)驗(yàn)原理，本題中要依據(jù)所提供信息，根據(jù)所學(xué)物理規(guī)律，明確該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，對(duì)于考查學(xué)生綜合利用知識(shí)的能力起到很好的作用．