Question

16．為了測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)，有如圖所示（a）、（b）兩種方案．已知滑塊的質(zhì)量為m，木板處于水平方向．

（1）（a）圖中要準(zhǔn)確測出動摩擦因數(shù)，必須要求滑塊處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)．
（2）（b）圖中無論拉著木板以怎樣的速度運(yùn)動，滑塊總處于靜止?fàn)顟B(tài)．
（3）當(dāng)某同學(xué)采用（b）圖方案測量動摩擦因數(shù)，已知拉著木板運(yùn)動的水平方向的拉力為F₁，彈簧秤的示數(shù)為F₂，則滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{{F}_{2}}{mg}$．

Answer 1

分析 （a）圖中要準(zhǔn)確測出動摩擦因數(shù)，必須要求滑塊處勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，（b）圖中無論拉著木板以怎樣的速度運(yùn)動，滑塊總處于 靜止?fàn)顟B(tài)．
滑塊處于靜止，但滑塊和長木板間有相對運(yùn)動，滑塊與長木板間的摩擦力是滑動摩擦力．滑塊處所受的滑動摩擦力跟彈簧秤的拉力相平衡．

解答 解：（1）（a）圖中要準(zhǔn)確測出動摩擦因數(shù)，必須要求滑塊處勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，此時彈力與滑動摩擦力是一對平衡力，彈簧的示數(shù)F₁等于摩擦力的大小f，再根據(jù)f=μN(yùn)，可得$μ=\frac{{F}_{1}}{mg}$．
（2）（b）圖中無論拉著木板以怎樣的速度運(yùn)動，滑塊受到重力、支持力、彈簧的拉力和滑動摩擦力，滑動摩擦力恒定，故滑塊總處于靜止?fàn)顟B(tài)．
（3）滑塊的重力為mg，滑塊受到的支持力等于重力N=mg，
滑塊始終保持靜止，則滑塊和木板間滑動摩擦力的大小與彈簧彈力相等，故：f=μN(yùn)，故$μ=\frac{f}{N}=\frac{{F}_{2}}{mg}$
故答案為：（1）勻速直線運(yùn)動；（2）靜止；（3）$\frac{{F}_{2}}{mg}$．

點(diǎn)評 根據(jù)滑動摩擦力的公式和物體受力平衡即可正確解答，理解胡克定律，及平衡條件的應(yīng)用．