Question

8．某實驗小組利用彈簧秤和刻度尺，測量滑塊在水平木板上運動的最大速度．
實驗步驟：
①用彈簧稱測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，通過水平細繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示．在A端向右拉動木板，待彈簧秤示數穩(wěn)定后，將讀數記作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，細繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測量重物P離地面的高度h；
④滑塊由靜止釋放后開始運動并最終停在木板上的D點（未與滑輪碰撞），測量C、D間的距離x．
完成下列作圖和填空：
（1）滑塊和木板間的動摩擦因數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）由滑動摩擦力的計算公式F=μF_N進行求解；
（2）當重物P停止運動時，滑塊達到最大速度，此后做勻減速運動，根據運動規(guī)律公式v²-v₀²=2ax列式即可求解．

解答 解：（1）在A端向右拉動木板，待彈簧秤示數穩(wěn)定后，將讀數記作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
由滑動摩擦力的計算公式F=μF_N=μG，可得滑塊和木板間的動摩擦因數μ=$\frac{F}{G}$；
（2）當重物P剛好下落到地面時，滑塊的速度v最大，此時滑塊的位移為h，此后滑塊做加速度為μg的勻減速運動
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）$\sqrt{2μg（x-h）}$．

點評 本題考查了動摩擦因數的測量，又考查了物體做勻加速運動的規(guī)律．求滑塊的最大速度時，需注意重物剛落地時，滑塊速度最大．