Question

8．某實(shí)驗(yàn)小組利用彈簧秤和刻度尺，測(cè)量滑塊在水平木板上運(yùn)動(dòng)的最大速度．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①用彈簧稱測(cè)量橡皮泥和滑塊的總重量，記作G；
②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過(guò)水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示．在A端向右拉動(dòng)木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F；
③如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測(cè)量重物P離地面的高度h；
④滑塊由靜止釋放后開(kāi)始運(yùn)動(dòng)并最終停在木板上的D點(diǎn)（未與滑輪碰撞），測(cè)量C、D間的距離x．
完成下列作圖和填空：
（1）滑塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{F}{G}$（用G、F等物理量表示）．
（2）滑塊最大速度v=$\sqrt{2μg（x-h）}$（用h、x、μ和重力加速度g等物理量表示）．

Answer 1

分析 （1）由滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式F=μF_N進(jìn)行求解；
（2）當(dāng)重物P停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊達(dá)到最大速度，此后做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律公式v²-v₀²=2ax列式即可求解．

解答 解：（1）在A端向右拉動(dòng)木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F，由二力平衡可知橡皮泥和滑塊受到的摩擦力大小也為F
由滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式F=μF_N=μG，可得滑塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{F}{G}$；
（2）當(dāng)重物P剛好下落到地面時(shí)，滑塊的速度v最大，此時(shí)滑塊的位移為h，此后滑塊做加速度為μg的勻減速運(yùn)動(dòng)
由公式v²-v₀²=2ax知：
滑塊的最大速度：v²=2μg（x-h）
解得v=$\sqrt{2μg（x-h）}$．
故答案為：（1）$\frac{F}{G}$；（2）$\sqrt{2μg（x-h）}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量，又考查了物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．求滑塊的最大速度時(shí)，需注意重物剛落地時(shí)，滑塊速度最大．