高中物理：怎样测量木块与接触面间的动摩擦因数？

1、原题型（填空题）：如图1所示，一木块由A点自静止开始下滑，到达B点静止。设动摩擦因数

处处相同，拐角处的撞击不计，测得AB连线与水平方向夹角为

，则木块与接触面间的动摩擦因数

=    。

图1

2、变形题（实验题）：现有以下器材：木质轨道（其倾斜部分与水平部分能平滑连接，水平部分足够长），小铁块、两枚图钉、一条细线（足够长）、一个量角器。请用上述器材测定小铁块与木质轨道间的动摩擦因数。

实验步骤是：

①将小铁块从 ；

②用图钉把细线 ；

③用量角器测量 ；

④动摩擦因数表示为 。

解析：首先分析原题型：从A到B的过程中，木块受到重力G、弹力N和摩擦力f的作用，如图2所示。在此过程中，重力做正功，弹力不做功，摩擦力做负功，根据动能定理很容易得到：

。

图2

下面分析变形题：由题目所给的器材及试验步骤的提示，很自然地想到可以把小铁块从斜板上的某一点（如A点）静止释放，在重力、弹力和摩擦力的共同作用下，小铁块将会运动到轨道水平部分上的某一点（如B点）静止。设

与水平面的夹角为

，如图5所示，这样由动能定理可得：

由上式可知：如果知道

的大小就可以得到

，但器材中并没有给刻度尺（不能测量长度），而是量角器和细线，这就说明我们必须要用角的关系表示

，同时我们从图中会发现

刚好等于

。受此启发，此题可以用图钉把细线拉紧固定在A、B之间，再用量角器测量细线与水平板的夹角

即可。故试验步骤如下：

①将小铁块从斜板上A点从静止释放，运动至水平板上B点静止；

②用图钉把细线拉紧固定在A、B之间；

③用量角器测量细线与水平板的夹角

；

④动摩擦因数表示为

。

从以上对比分析可见，填空题按照常规思维就可以直接得到结果，而实验题却是填空题的拓展，需要跳跃思维，必须先设计出一个角，因此在平时的学习当中，不能为了做题而做题，要学会举一反三，系统地掌握各类题型。