(1)①由图示实验可知,甲方案中拉动物体A,不需要控制物体A做匀速直线运动,且弹簧测力计静止,便于弹簧测力计读数; 乙方案中用弹簧测力计拉动A,需要控制A做匀速直线运动,难于控制A做匀速直线运动,另一当面弹簧测力计是运动的,难于准确读数,因此甲方案更易于操作. ②由题意可知,在甲方案中,两物体接触面受到的压力等于B的重力,即N=150N,弹簧测力计a的示数等于两物体接触面间摩擦力的大小,即f=60N. 由公式f=μN得,动摩擦因素μ=
(2)①因为一张纸的重力太小,两张纸间的滑动摩擦力太小,不便于进行实验,把纸带贴在木块与木板上,增大了纸间的压力,增大了摩擦力,易于进行实验,便于测出摩擦力,所以要把纸贴在木块A和木板B上进行实验. ②实验中需要再添加一个弹簧测力计,如图所示,用弹簧测力计把木块A固定在竖直墙壁上,用沙桶拉动木板B运动,读出弹簧测力计的示数F,AB间的滑动摩擦力f=F,f=μF N =μMg,则动摩擦因数μ=
(3)取侧面的一粒沙作为研究对象,其受力情况如图所示. 设圆锥的高为H、底面半径为R、底面周长为S,据平衡条件,有 mgsinθ=F f ① F N =mgcosθ ② F f =μF N ③ 解得μ=tanθ 根据几何关系,有tanθ=
S=2πR ⑤ 由以上解得:μ=
故答案为:(1)①甲;②0.4. (2)①可增大正压力从而增大摩擦力,便于测量. ②需要添加弹簧测力计,实验装置如图所示;μ=
(3)①测量沙堆的高度H和沙堆的底面周长s;②μ=
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