Question

某物理小組在一一次探究活動(dòng)中測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(dòng)．回答下列問題：
（1）為了測量滑塊的滑動(dòng)摩擦力，需要測量的物理量是______．（填選項(xiàng)前的編號(hào)）
①木板的質(zhì)量m₁，
②滑塊的質(zhì)量m₂：
③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(dòng)摩擦力表達(dá)式為f=______．（用已知或測量的物理量符號(hào)表示）
（3）該實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)是：______．
（4）該實(shí)驗(yàn)存在一些不足之處，請(qǐng)你寫出其中的一點(diǎn)：______．

Answer 1

【答案】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(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(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．
故答案為：（1）④；（2）m₄g；
（3）二力平衡（或滑塊勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力等于滑動(dòng)摩擦力）；
（4）難以控制滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)（或砝碼的質(zhì)量是不連續(xù)的）．
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．