某同学为了只用一根弹簧、一把刻度尺和一根细线,测定某滑块与水平桌面间的滑动摩擦系数μ(设μ为定值),经查阅资料知:一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长过程中

发布时间:2020-08-09 14:48:52

某同学为了只用一根弹簧、一把刻度尺和一根细线,测定某滑块与水平桌面间的滑动摩擦系数μ(设μ为定值),经查阅资料知:一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长过程中,弹力所做的功为kx2/2.于是他设计了下述实验:第一步,如图所示,将弹簧一端固定在竖直墙上,使滑块紧靠弹簧将其压缩(滑块与弹簧不相连接),松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止;第二步,用细线将滑块挂在竖直放置的弹簧上,弹簧伸长后保持静止状态.
①.你认为,该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是(写出名称并用符号表示):________;________;________;________.
②.用测得的物理量表示滑块与水平桌面滑动摩擦系数μ的计算式:μ=________(用题①中的符号表示)

网友回答

弹簧的原长L0    弹簧被压缩时的长度L1    滑块滑行的距离S    弹簧悬挂滑块时的长度L2    
解析分析:明确该实验的实验原理即可正确解答本题,该题中,利用了功能关系来求摩擦系数,即运动过程中克服摩擦力做功消耗弹簧的弹性势能.

解答:①该过程中,物体运动克服摩擦力做功,消耗弹性势能,即弹簧弹力做的正功等于克服摩擦力做功,所以要求弹簧弹力做功的大小,根据,需要测量弹簧的形变量,即原长和压缩后的长度的差值,需要测量弹簧的劲度系数,可以根据弹簧挂物体时处的平衡状态求出劲度系数,在整个过程中根据功能关系有:,所以要测量物体滑行的距离S,
②根据题意,弹簧弹力做功为:???? ①
设滑块质量为m,有:kx=mg,即:k(l2-l0)=mg???? ②
根据功能关系有:????????? ③
联立①②③解得:.
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