杨 景，荀 坤，陈晓林

（北京大学物理学院，北京100871）

1 引 言

第13届亚洲物理奥林匹克竞赛于2012年5月1日至5月8日在印度首都新德里举行.代表中国参赛的8名中学生全部都获得了金牌，并且包揽了总分前三名.其中姚文杰同学还获得了总分第一和实验第一的好成绩，而刘尚同学则获得了理论第一的好成绩.

本届竞赛的2道实验题分别是“摩擦系数”和“电磁感应”.因原题较长，我们不得不作缩略，但会尽可能保留原貌.试题解答采用赛会提供的标准答案，并在必要时作简短评论.

2 试 题

2.1 试题1：摩擦系数

图1 摩擦系数实验示意图

由于摩擦力的作用，绕过圆柱的细绳的两端张力会不同（见图1）.要拉住细绳一端悬挂的物体，在细绳另一端加的力可以比物体所受的重力小.随着细绳在圆柱上缠绕圈数的增多另一端所需加的最小力会以令人吃惊的速度减小.基于此，水手在固定船只时会将缆绳在泊桩上绕很多圈.本实验拟系统地探究负载W（＝MWg）、最小平衡力P（＝MPg）及缠绕角θ三者之间的关系.

2.1.1 实验装置

实验装置如图2所示.在平台的中间竖立一钢管，在其四周各平置一钢管.在其中一平置钢管前，放一有机玻璃刻线板（间距为1.5mm），用于检测细绳是否移动.用来缠绕钢管的绳子有花色和粉色2种.在绳子的两端可分别悬挂塑料秤盘和重物.放大镜上的蓝色滑块用于开关照明灯.含挂架的塑料秤盘的质量Mpan标在秤盘的侧面，秤盘内可放置不同质量的砝码，计有500.0，200.0，100.0，50.0，20.0，10.0，5.0，2.0，1.0g等规格.1个质量……