Question

某学习小组用图甲实验装置测量滑块和水平桌面间的动摩擦因数。粗糙程度均匀且足够长的水平桌面的右端固定一铁架台，一个粗糙程度均匀的长木板一端放置在水平桌面上O点并且和水平桌面平滑连接，另一位置放置在铁架台竖直铁杆上，使长木板倾斜放置构成一个斜面。现进行如下操作：

①平衡摩擦力：以长木板放置在水平桌面上的O处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动．在铁架台的竖直杆上记下此位置P₁，用刻度尺测出P₁到水平桌面的高度H．

②保持O位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆上的P₂位置．测量出P₁P₂间的距离h，将滑块从P₂位置由静止释放，滑块最终静止于水平桌面的Q点，用刻度尺测量出OQ间距离x

③改变长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤②数次．

请根据以上实验步骤得到的物理量完成以下问题：（已知重力加速度为g）

（1）步骤②中滑块通过O点的速度v=________；

（2）由步骤①和②得出水平桌面的动摩擦因数μ=________

（3）某学生以h为横坐标，以x为纵坐标，根据步骤③的测量数据在x-h图像中描点画出如图乙所示直线，若直线的斜率为k，则测得水平桌面的动摩擦因数μ=________，图中直线延长线没有过坐标原点，其原因主要是_____________。

Answer

平衡摩擦力过度

【解析】

(1)[1]平衡摩擦力后，将木板的右端抬高h，所以滑块通过O点的速度为

得

(2)[2]滑块从O到Q由运动学公式可得

即

(3)[3]由实验原理可知，，则

所以水平桌面的动摩擦因数

即

[4]由图像可知，当h=0时，滑块有一定的位移，即滑块在O点时有一定的初速度，所以出现图像不过原点是因为平衡摩擦力过度。