Question

【題目】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)裝置如圖甲所示，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（不計(jì)繩與滑輪間的摩擦），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(cè)量滑塊的滑動(dòng)摩擦力，需要測(cè)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(cè)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)：________．

（5）為了避免該實(shí)驗(yàn)的不足，小剛改為向左水平拉動(dòng)木板，同時(shí)把砝碼和托盤換為彈簧測(cè)力計(jì)（已在豎直方向調(diào)零）且固定（如圖乙所示）與滑塊相連的線系在彈簧測(cè)力計(jì)的圓環(huán)上，此時(shí)，滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力的方向是________ ，用這種方法測(cè)出的摩擦力將比真實(shí)值________（偏大/偏小/不變）．

（6）小剛在改正了乙圖裝置的情況下，正確的測(cè)出了滑動(dòng)摩擦力的值，并改變放在滑塊上的砝碼，通過多次實(shí)驗(yàn)得到摩擦力f與作用在木板表面的壓力F壓的關(guān)系圖象如丙圖所示；把木板換成鐵板，再改變放在滑塊上的砝碼，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)得到了得到摩擦力f與作用在鐵板表面的壓力F壓的關(guān)系圖象如丁圖所示．由圖丙、丁可知：木板的粗糙程比鐵板________（大/小/無法確定），當(dāng)滑塊與砝碼的總重力為6N時(shí)，木塊在長木板上滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力為 ________N．

Answer 1

【答案】 ④ m4g 二力平衡 不能控制勻速 （砝碼質(zhì)量或形成的拉力不連續(xù)） 水平向左 偏小 小 2N

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中沒有使用彈簧測(cè)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(cè)量④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)量不是連續(xù)的，因此這一點(diǎn)很難做到；
（5）長木板向左運(yùn)動(dòng)，木塊相對(duì)長木板向右運(yùn)動(dòng)，因此受到水平向左的摩擦力；由圖乙可知，滑塊受到的摩擦力等于受到向右的拉力和彈簧測(cè)力計(jì)的重力之和f=F+G彈，即F=f-G彈，所以用這種方法測(cè)出的摩擦力將比真實(shí)值偏��；
（6）由丙圖可知，當(dāng)壓力為6N時(shí)，木塊在木板受到的摩擦力為2N，由丁圖可知，當(dāng)壓力為6N時(shí)，木塊在鐵板上受到的摩擦力為3N，可知：木板的粗糙程比鐵板�。挥杀麍D可知，當(dāng)滑塊與砝碼的總重力為6N時(shí)，木塊在長木板上滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力為2N．
故答案為：（1）④；（2）mg；（3）二力平衡；（4）難以控制滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)；（5）水平向左；偏小；（6）小；2．