Question

13．在測量滑塊與木板之間的滑動摩擦力探究活動中．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，木板上的滑塊通過輕繩繞過定滑輪，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，使滑塊做勻速直線運(yùn)動．回答下列問題：
（1）為了測量滑塊的滑動摩擦力，需要測量的物理量是④．（填選項(xiàng)前的編號）
①木板的質(zhì)量m₁   ②滑塊的質(zhì)量m₂③砝碼的質(zhì)量m₃   ④托盤和砝碼的總質(zhì)量m₄
（2）滑塊的滑動摩擦力表達(dá)式為f=m₄g．（用已知或測量的物理量符號表示）
（3）該實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)是：二力平衡（或滑塊勻速直線運(yùn)動時(shí)，拉力等于滑動摩擦力）．
（4）該實(shí)驗(yàn)存在一些不足之處，請你寫出其中的一點(diǎn)：難以控制滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動（或砝碼的質(zhì)量是不連續(xù)的）．
（5）小翔改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)，向左水平勻速拉動木板，同時(shí)，把砝碼和托盤換為彈簧測力計(jì)，來測滑塊的滑動摩擦力，此時(shí)該摩擦力的方向是水平向左．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)滑塊做勻速直線運(yùn)動運(yùn)動時(shí)，根據(jù)二力平衡的知識，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；
（2）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．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中沒有使用彈簧測力計(jì)，所以摩擦力的大小只能通過托盤和砝碼對繩子的拉力體現(xiàn)，拉力等于托盤和砝碼的總重力，因此需要測量托盤和砝碼的總質(zhì)量m；
（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)動是受到的摩擦力和拉力是一對平衡力，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，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．
（5）實(shí)驗(yàn)中可用彈簧測力計(jì)拉住木塊，然后水平向左勻速拉動木板，此時(shí)木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的摩擦力與拉力平衡，拉力水平向右，所以摩擦力水平向左．
故答案為：（1）④；
（2）m₄g；
（3）二力平衡（或滑塊勻速直線運(yùn)動時(shí)，拉力等于滑動摩擦力）；
（4）難以控制滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動（或砝碼的質(zhì)量是不連續(xù)的）；
（5）彈簧測力計(jì)；水平向左．

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)根據(jù)物體受平衡力做勻速直線運(yùn)動的原理測量摩擦力，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，用天平測總質(zhì)量計(jì)算總重力．