Question

【題目】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（不計繩與滑輪間的摩擦），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________．（填選項前的編號）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）滑塊的滑動摩擦力表達式為f=________．（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：________．

（4）該實驗存在一些不足之處，請你寫出其中的一點：________．

（5）為了避免該實驗的不足，小剛改為向左水平拉動木板，同時把砝碼和托盤換為彈簧測力計（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力計的圓環(huán)上，此時，滑塊受到的滑動摩擦力的方向是________ ，用這種方法測出的摩擦力將比真實值________（偏大/偏小/不變）．

（6）小剛在改正了乙圖裝置的情況下，正確的測出了滑動摩擦力的值，并改變放在滑塊上的砝碼，通過多次實驗得到摩擦力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，重復以上實驗得到了得到摩擦力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），當滑塊與砝碼的總重力為6N時，木塊在長木板上滑動時受到的摩擦力為 ________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)量不是連續(xù)的，因此這一點很難做到；
（5）長木板向左運動，木塊相對長木板向右運動，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力計的重力之和f=F+G彈，即F=f-G彈，所以用這種方法測出的摩擦力將比真實值偏小；
（6）由丙圖可知，當壓力為6N時，木塊在木板受到的摩擦力為2N，由丁圖可知，當壓力為6N時，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小；由丙圖可知，當滑塊與砝碼的總重力為6N時，木塊在長木板上滑動時受到的摩擦力為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動；（5）水平向左；偏��；（6）��；2．