Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑塊和水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。粗糙程度均勻且足夠長(zhǎng)的水平桌面的右端固定一鐵架臺(tái)，一個(gè)粗糙程度均勻的長(zhǎng)木板一端放置在水平桌面上O點(diǎn)并且和水平桌面平滑連接，另一位置放置在鐵架臺(tái)豎直鐵桿上，使長(zhǎng)木板傾斜放置構(gòu)成一個(gè)斜面�，F(xiàn)進(jìn)行如下操作：

①平衡摩擦力：以長(zhǎng)木板放置在水平桌面上的O處為軸，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板在鐵架臺(tái)上的放置位置，使滑塊恰好沿木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)．在鐵架臺(tái)的豎直桿上記下此位置P1，用刻度尺測(cè)出P1到水平桌面的高度H．

②保持O位置不變，長(zhǎng)木板一端放置在鐵架臺(tái)豎直桿上的P2位置．測(cè)量出P1P2間的距離h，將滑塊從P2位置由靜止釋放，滑塊最終靜止于水平桌面的Q點(diǎn)，用刻度尺測(cè)量出OQ間距離x

③改變長(zhǎng)木板一端在鐵架臺(tái)上的放置位置，重復(fù)步驟②數(shù)次．

請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)步驟得到的物理量完成以下問題：（已知重力加速度為g）

（1）步驟②中滑塊通過O點(diǎn)的速度v=________；

（2）由步驟①和②得出水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________

（3）某學(xué)生以h為橫坐標(biāo)，以x為縱坐標(biāo)，根據(jù)步驟③的測(cè)量數(shù)據(jù)在x-h圖像中描點(diǎn)畫出如圖乙所示直線，若直線的斜率為k，則測(cè)得水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________，圖中直線延長(zhǎng)線沒有過坐標(biāo)原點(diǎn)，其原因主要是_____________。

Answer 1

【答案】 平衡摩擦力過度

【解析】

(1)[1]平衡摩擦力后，將木板的右端抬高h，所以滑塊通過O點(diǎn)的速度為

得

(2)[2]滑塊從O到Q由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得

即

(3)[3]由實(shí)驗(yàn)原理可知，，則

所以水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)

即

[4]由圖像可知，當(dāng)h=0時(shí)，滑塊有一定的位移，即滑塊在O點(diǎn)時(shí)有一定的初速度，所以出現(xiàn)圖像不過原點(diǎn)是因?yàn)槠胶饽Σ亮�過度。