问题描述:

为了测定木块与木板之间的动摩擦因数,利用现有的器材:木板、木块、弹簧测力计、刻度尺、秒表、沙桶与沙.

有人设计了下面三种实验方案如图所示:
(1)增减沙桶内的沙,使木块看起来做匀速运动,并测出木块、沙与沙桶的重量;
(2)用力F把木板从木块下面向左拉出,并读出弹簧测力计的示数,称出木块的重量;
(3)让木块从木板顶端加速滑到底端,并测出下滑时间及相应长度,再测出木板与水平地面的夹角.
如果这三个实验的操作正确无误,请你利用现有知识对每个方案作出简要分析、评价.

网友答案:
答:方案(1):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=,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(2):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=,且木板是不是匀速拉动不影响实验结果,简便,易操作,但是由于用手拿住弹簧秤,会使弹簧秤读数不稳定.
方案(3):根据牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma和运动学公式s=at2.得:μ=tgθ-,由此看出其实验的测量量多,因此测量带来的误差大.
解析分析: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.

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.
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