Question

为了测量某材质木块与牛皮纸之间的动摩擦因数，一位同学设计了如下实验：如图所示，在斜面和水平面上贴上待测牛皮纸，保证木块放在斜面顶端时能加速下滑，斜面与水平面间平滑连接．让木块从斜面顶端由静止开始下滑时，该同学只用一把刻度尺就完成了测量任务（重力加速度g为已知）．
（1）该同学需要测量的物理量是

释放点与水平面的高度差h，木块静止点与释放点间的水平距离s

．（用文字和字母符号来表示）
（2）动摩擦因数的表达式μ=

h

s

（用所测量物理量的符号表示）．

Answer 1

分析：用刻度尺测出斜面的高度和木块静止点与释放点间的水平距离s，对木块进行受力分析，然后根据动能定理列方程，然后求出动摩擦因数

解答：解：设高度AB为h，斜面的长AC为L，BC间的距离x1，斜面倾角为θ，A到C的过程重力与摩擦力做功，重力做功：W_G=mgh，摩擦力做功：W₁=fL=μmgcosθ?L=μmgx₁；
在水平面上时，只有摩擦力做功，W₂=μmgx₂，其中x₁+x₂=s
全过程使用动能定理：W_G-W₁-W₂=0-0
联立以上各公式，解得：μ=

h

s

从上表达式可以看出，摩擦因数仅仅与释放点与水平面的高度差h，木块静止点与释放点间的水平距离s 有关，所以只需要测出h和s即可．
故答案为：（1）释放点与水平面的高度差h，木块静止点与释放点间的水平距离s；（2）

h

s

点评：物体沿斜面下滑是一个重要的物理模型，这类问题变化多样，包含丰富的物理知识，一定要对该过程中摩擦力、弹力、重力沿斜面的分力、机械能等物理量的变化分析透彻．