Question

【題目】某同學用如圖所示裝置測量小木塊與接觸面間的動摩擦因數，木塊放在粗糙的水平桌面上，右側拴有一細線，跨過固定在桌面邊緣的滑輪與重物連接；實驗時,木塊在重物牽引下向右運動，重物落地后，木塊繼續向右滑，在運動過程中木塊始終碰不到滑輪。已知木塊的質量為重物的質量為m，回答下列問題：

（1）本實驗還需直接測量的物理量有 。

A.重物距地面的高度h

B.木塊在桌面上滑行的總距離s

C.重物下落的時間t

（2）利用上述測量的物理量，寫出測量的滑動摩擦因數= 。

（3）木塊運動過程中，由于滑輪與軸間摩擦及繩子和滑輪的質量的影響，將導致測量的動摩擦因數與實際動摩擦因數相比，其值將 (填“偏大”“相等”或“偏小”).

Answer 1

【答案】（1）AB ；（2） ；（3）偏大

【解析】（1）設重物距地面的高度h，木塊在桌面上滑行的總距離s，且已知木塊的質量為M，重物的質量為m；

從開始釋放讓它們運動，到重物著地過程中，根據系統動能定理得：

從重物著地到木塊停在桌面上這個過程，根據動能定理得：

聯立兩式，解得：

從該式子可知本實驗還需直接測量的物理量有重物距地面的高度h，木塊在桌面上滑行的總距離，故選：AB；

(2）利用上述測量的物理量，寫出測量的滑動摩擦系數數：

(3）在計算過程中，認為滑輪與繩子間沒有摩擦力，重物重力勢能的減少量全部轉化為重物落地的動能和木塊克服摩擦力做功，而實際滑輪與軸間存在摩擦，計算過程中沒有減去克服滑輪與軸間摩擦力做功這部分，因此導致測量的動摩擦因數與實際動摩擦因數偏大。