Question

9．某物理小組在一次探究活動(dòng)中測(cè)量滑塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板上的滑塊通過(guò)輕繩繞過(guò)定滑輪，繩的另一端懸掛托盤．實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量的砝碼，使滑塊做．回答下列問(wèn)題：
（1）為了測(cè)量滑塊的滑動(dòng)摩擦力，需要測(cè)量的物理量是④．（填選項(xiàng)前的編號(hào)）
①滑塊的質(zhì)量m₁   ②砝碼的總質(zhì)量m₂   ③托盤質(zhì)量m₃ ④托盤和砝碼的總質(zhì)量m₄．
（2）滑塊的滑動(dòng)摩擦力表達(dá)式為f=mg．（用已知或測(cè)量的物理量符號(hào)表示）
（3）該實(shí)驗(yàn)存在一些不足之處，請(qǐng)你寫出其中的一點(diǎn)：難以控制滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．對(duì)此提出改進(jìn)措施：滑塊靜止，讓木板運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 當(dāng)滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)二力平衡的知識(shí)，此時(shí)滑塊受到的摩擦力等于繩子的拉力，即托盤和砝碼的總重力；實(shí)驗(yàn)中由于砝碼的重力是不連續(xù)的，托盤和砝碼的總重力不一定恰好等于摩擦力的大小，因此不能控制滑塊一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有使用彈簧測(cè)力計(jì)，所以摩擦力的大小只能通過(guò)托盤和砝碼對(duì)繩子的拉力體現(xiàn)，拉力等于托盤和砝碼的總重力，因此需要測(cè)量托盤和砝碼的總質(zhì)量m₄，故選④；
（2）滑塊所受摩擦力的大小等于托盤和砝碼的總重力，即f=G=mg；
（3）實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)就是滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)是受到的摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力，它們的大小相等；
（4）實(shí)驗(yàn)中要求滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即托盤和砝碼總重力的大小等于摩擦力，由于砝碼的質(zhì)量最小是5g，數(shù)值不是連續(xù)的，因此這一點(diǎn)很難做到．故應(yīng)改為：滑塊靜止，讓木板運(yùn)動(dòng)，因?yàn)椴徽撃景遄鍪裁催\(yùn)動(dòng)，滑塊都靜止，受到的拉力和摩擦力總是一對(duì)平衡力．
故答案為：（1）④；（2）mg；（3）難以控制滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)；滑塊靜止，讓木板運(yùn)動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)根據(jù)物體受平衡力做勻速直線運(yùn)動(dòng)的原理測(cè)量摩擦力，存在一些不足，如果讓實(shí)驗(yàn)更完美，可以把砝碼換成細(xì)沙，用天平測(cè)總質(zhì)量計(jì)算總重力．