Question

某同學為了只用一根彈簧、一把刻度尺和一根細線，測定某滑塊與水平桌面間的滑動摩擦系數(shù)μ（設μ為定值），經(jīng)查閱資料知：一勁度系數(shù)為k的輕彈簧由伸長量為x至恢復到原長過程中，彈力所做的功為kx²/2．于是他設計了下述實驗：第一步，如圖所示，將彈簧一端固定在豎直墻上，使滑塊緊靠彈簧將其壓縮（滑塊與彈簧不相連接），松手后滑塊在水平桌面上滑行一段距離后停止；第二步，用細線將滑塊掛在豎直放置的彈簧上，彈簧伸長后保持靜止狀態(tài)．
①．你認為，該同學應該用刻度尺直接測量的物理量是（寫出名稱并用符號表示）：______；______；______；______．
②．用測得的物理量表示滑塊與水平桌面滑動摩擦系數(shù)μ的計算式：μ=______（用題①中的符號表示）

Answer 1

①該過程中，物體運動克服摩擦力做功，消耗彈性勢能，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)W=

1

2

kx2，需要測量彈簧的形變量，即原長和壓縮后的長度的差值，需要測量彈簧的勁度系數(shù)，可以根據(jù)彈簧掛物體時處的平衡狀態(tài)求出勁度系數(shù)，在整個過程中根據(jù)功能關系有：

1

2

kx2=mgμS，所以要測量物體滑行的距離S，
②根據(jù)題意，彈簧彈力做功為：W=

1

2

kx2=

1

2

k(l0-l1)2     ①
設滑塊質量為m，有：kx=mg，即：k（l₂-l₀）=mg     ②
根據(jù)功能關系有：W=

1

2

k(l0-l1)2=mgμS          ③
聯(lián)立①②③解得：μ=

(L0-L1)2

2(L2-L0)S

．
故答案為：①彈簧的原長L₀，彈簧被壓縮時的長度L₁，滑塊滑行的距離S，彈簧懸掛滑塊時的長度L₂，②μ=

(L0-L1)2

2(L2-L0)S

．