Question

（2011?安徽）某物理小組在一一次探究活動中測量滑塊與木板之間的滑動摩擦力．實驗裝置如圖所示，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．實驗時，在托盤中放入適量的砝碼，使滑塊做勻速直線運動．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

．（填選項前的編號）
①木板的質量m₁，
②滑塊的質量m₂：
③砝碼的質量m₃，
④托盤和砝碼的總質量m₄．
（2）滑塊的滑動摩擦力表達式為f=

m₄g

．（用已知或測量的物理量符號表示）
（3）該實驗的理論依據(jù)是：

二力平衡（或滑塊勻速直線運動時拉力等于摩擦力）

．
（4）該實驗存在一些不足之處，請你寫出其中的一點：

難以控制滑塊恰好做勻速直線運動（或砝碼的質量不連續(xù)）

．

Answer 1

分析：當滑塊做勻速直線運動運動時，根據(jù)二力平衡的知識，此時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；實驗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動．

解答：解：（1）實驗中沒有使用彈簧測力計，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）實驗的理論依據(jù)就是滑塊做勻速直線運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）實驗中要求滑塊做勻速直線運動，即托盤和砝碼總重力的大小等于摩擦力，由于砝碼的質量最小是5g，數(shù)值不是連續(xù)的，因此這一點很難做到．
故答案為：（1）④；（2）m₄g；
（3）二力平衡（或滑塊勻速直線運動時，拉力等于滑動摩擦力）；
（4）難以控制滑塊恰好做勻速直線運動（或砝碼的質量是不連續(xù)的）．

點評：本實驗根據(jù)物體受平衡力做勻速直線運動的原理測量摩擦力，存在一些不足，如果讓實驗更完美，可以把砝碼換成細沙，用天平測總質量計算總重力．