Question

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(guò)輕繩繞過(guò)定滑輪，繩的另一端懸掛托盤(pán)．實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤(pán)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(wèn)題：
（1）為了測(cè)量的滑塊的滑動(dòng)摩擦力，需要測(cè)量的物理量是

托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m

（用文字和符號(hào)表示）
（2）滑塊的滑動(dòng)摩擦力表達(dá)式為f=

mg

．
（3）該實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)是

二力平衡

．
（4）該實(shí)驗(yàn)存在一些不足之處．請(qǐng)寫(xiě)出其中主要的一點(diǎn)：

難以控制滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)

．
（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(pán)換為彈簧測(cè)力計(jì)且固定，來(lái)測(cè)滑塊的滑動(dòng)摩擦力．此時(shí)滑塊相對(duì)桌面是

靜止

（填“靜止”或“運(yùn)動(dòng)”）滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力的方向是

水平向左

．
（6）在原實(shí)驗(yàn)裝置中，若用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)滑塊在木板上向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為

mg

．

Answer 1

分析：（1）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(pán)和砝碼的總重力；
（2）實(shí)驗(yàn)中由于砝碼的重力是不連續(xù)的，托盤(pán)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)；
（3）運(yùn)動(dòng)和靜止是相對(duì)的，選擇不同的參照物，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不同的；摩擦力的方向和物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反；
（4）滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力，它們的大小相等．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有使用彈簧測(cè)力計(jì)，所以摩擦力的大小只能通過(guò)托盤(pán)和砝碼對(duì)繩子的拉力體現(xiàn)，拉力等于托盤(pán)和砝碼的總重力，因此需要測(cè)量托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m；
（2）滑塊所受摩擦力的大小等于托盤(pán)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(pán)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）選擇桌面為參照物，滑塊相對(duì)于桌面來(lái)說(shuō)位置沒(méi)有發(fā)生變化，所以滑塊相對(duì)于桌面來(lái)說(shuō)是靜止的；長(zhǎng)木板向左運(yùn)動(dòng)，木塊相對(duì)長(zhǎng)木板向右運(yùn)動(dòng)，因此受到向左的摩擦力．
（6）用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊受到的摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力，它們的大小相等，即拉力F=f=mg．
故答案為：（1）托盤(pán)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(yùn)動(dòng)；（5）靜止；水平向左；（6）mg．

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(cè)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(cè)總質(zhì)量計(jì)算總重力．同時(shí)考查了運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性．