Question

為了僅用一根輕彈簧和一把刻度尺測(cè)定某滑塊與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ（設(shè)μ為定值），某同學(xué)經(jīng)查閱資料知：一勁度系數(shù)為k（設(shè)k足夠大）的輕彈簧由形變量為x至恢復(fù)到原長(zhǎng)過程中，彈力所做的功為，于是他設(shè)計(jì)了下述實(shí)驗(yàn)：
第一步：如圖所示，將彈簧的一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮，松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止，且滑塊與彈簧已分離；

第二步；將滑塊掛在豎直固定的彈簧下，彈簧伸長(zhǎng)后保持靜止?fàn)顟B(tài)。
回答下列問題：
①你認(rèn)為該同學(xué) 應(yīng)該用刻度尺直接測(cè)量的物理量是（寫出名稱并用符號(hào)表示）：____________________。
②用測(cè)得的物理量表示滑塊與水平桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ的計(jì)算式：____________

Answer 1

①?gòu)椈杀粔嚎s的長(zhǎng)度x₁，滑塊滑行的總距離s ；彈簧懸掛滑塊時(shí)伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度x₂；　
②

試題分析： ①該過程中，物體運(yùn)動(dòng)克服摩擦力做功，消耗彈性勢(shì)能，即彈簧彈力做的正功等于克服摩擦力做功，所以要求彈簧彈力做功的大小，根據(jù)，需要測(cè)量彈簧的形變量，即原長(zhǎng)和壓縮后的長(zhǎng)度的差值，需要測(cè)量彈簧的勁度系數(shù)，可以根據(jù)彈簧掛物體時(shí)處的平衡狀態(tài)求出勁度系數(shù)，在整個(gè)過程中根據(jù)功能關(guān)系有，所以要測(cè)量物體滑行的距離S，故需要測(cè)量的物理量有：彈簧被壓縮時(shí)的長(zhǎng)度x₁，滑塊滑行的距離s，彈簧懸掛滑塊時(shí)的長(zhǎng)度x₂，
②根據(jù)題意，彈簧彈力做功為：  ①
設(shè)滑塊質(zhì)量為m，有：，即：     ②
根據(jù)功能關(guān)系有：         ③
聯(lián)立①②③解得：．
點(diǎn)評(píng)：對(duì)于這樣的課本之外的實(shí)驗(yàn)解答的突破口在于明確其實(shí)驗(yàn)原理，本題中要依據(jù)所提供信息，根據(jù)所學(xué)物理規(guī)律，明確該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，對(duì)于考查學(xué)生綜合利用知識(shí)的能力起到很好的作用．