Question

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，使滑塊做勻速直線運動．回答下列問題：
（1）為了測量的滑塊的滑動摩擦力，需要測量的物理量是

托盤和砝碼的總質(zhì)量m

（用文字和符號表示）
（2）滑塊的滑動摩擦力表達式為f=

mg

．
（3）該實驗的理論依據(jù)是

二力平衡

．
（4）該實驗存在一些不足之處．請寫出其中主要的一點：

難以控制滑塊恰好做勻速直線運動

．
（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，來測滑塊的滑動摩擦力．此時滑塊相對桌面是

靜止

（填“靜止”或“運動”）滑塊受到的滑動摩擦力的方向是

水平向左

．
（6）在原實驗裝置中，若用彈簧測力計水平拉動滑塊在木板上向左做勻速直線運動，那么彈簧測力計的示數(shù)為

mg

．

Answer 1

分析：（1）當(dāng)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；
（2）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；
（3）運動和靜止是相對的，選擇不同的參照物，物體的運動狀態(tài)是不同的；摩擦力的方向和物體相對運動的方向相反；
（4）滑塊做勻速直線運動時受到的摩擦力和拉力是一對平衡力，它們的大小相等．

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）選擇桌面為參照物，滑塊相對于桌面來說位置沒有發(fā)生變化，所以滑塊相對于桌面來說是靜止的；長木板向左運動，木塊相對長木板向右運動，因此受到向左的摩擦力．
（6）用彈簧測力計水平拉動滑塊做勻速直線運動時，滑塊受到的摩擦力和拉力是一對平衡力，它們的大小相等，即拉力F=f=mg．
故答案為：（1）托盤和砝碼的總質(zhì)量m；（2）mg；（3）二力平衡；（4）難以控制滑塊恰好做勻速直線運動；（5）靜止；水平向左；（6）mg．

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．同時考查了運動和靜止的相對性．