Question

【題目】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摩擦因數u（設u為定值），某同學經查閱資料知：一勁度系數為k的輕彈簧由伸長量為x至恢復到原長過程中，彈力所做的功為kx2/2,于是他設計了下述實驗：

第一步，如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，彈簧處于原長時另一端在位置B,使滑塊緊靠彈簧將其壓縮至位置A,松手后滑塊在水平桌面上運動一段距離，到達位置C時停止。

第二步，將滑塊掛在豎直放置的彈簧下，彈簧伸長、后保持靜止狀態。請回答下列問題：

（1）你認為，該同學需用刻度尺直接測量的物理量是（寫出名稱并用符號表示）__________________．

（2）用測得的物理量表示滑塊與水平桌面間的動摩擦因數u的計算式：u=______．

Answer 1

【答案】（1）AB間距離x1，BC間距離s，彈簧豎直懸掛時伸長的長度x2

（2）

【解析】

試題分析：（1）該過程中，物體運動克服摩擦力做功，消耗彈性勢能，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W＝kx2，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，可以根據彈簧掛物體時處的平衡狀態求出勁度系數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狀態時彈簧的伸長量x2；在整個過程中根據功能關系有： 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，mg=kx2 ②

①②聯立得：