Question

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、弹簧秤、刻度尺、秒表、砂桶与砂”，有人设计了下面三种实验方案：

（1）增减砂桶内的砂，使木块匀速运动，并测出砂与砂桶质量；
（2）用力把木板向左抽出，并测出弹簧秤的读数；
（3）让木块从木板顶端加速滑到底端，并测出下滑时间．
如果这三个实验的操作正确无误，你认为哪个实验方案测动摩擦因数最准确而且最简单？答：______．
试从实验原理上对每个方案作出简要分析和评价．
方案（1）______
方案（2）______
方案（3）______．

Answer 1

解：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，
方案（3）：根据牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma和运动学公式s=．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．
故答案为：（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．
（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，
（3）根据牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma和运动学公式s=．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．
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．