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且固定（如圖乙所示），來測滑塊的滑動摩擦力，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_____（選填“偏大”“偏小”或“偏大或偏小都有可能”）

（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摩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摩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_____（選填“大”“小”或“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 mg 二力平衡 難以控制滑塊恰好做勻速直線運動 水平向左 偏小 小 2

【解析】

（1）（2）（3）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；（4）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；（5）摩擦力的方向和物體相對運動的方向相反；彈簧測力計本身具有重力，據(jù)此進行分析；（6）根據(jù)圖象中壓力和摩擦力的數(shù)據(jù)，找出其關(guān)系，再進一步判斷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．

(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＝fG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；