Question

9．某物理小組在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．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）滑塊的滑動摩擦力表達式為f=mg．（用已知或測量的物理量符號表示）
（3）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．對此提出改進措施：滑塊靜止，讓木板運動．

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(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(zhì)量最小是5g，數(shù)值不是連續(xù)的，因此這一點很難做到．故應(yīng)改為：滑塊靜止，讓木板運動，因為不論木板做什么運動，滑塊都靜止，受到的拉力和摩擦力總是一對平衡力．
故答案為：（1）④；（2）mg；（3）難以控制滑塊恰好做勻速直線運動；滑塊靜止，讓木板運動．

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(zhì)量計算總重力．