Question

某物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的滑动摩擦力．实验装置如图所示表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板上的滑块通过轻绳绕过定滑轮，绳的另一端悬挂托盘．实验时，在托盘中放入适量的砝码，使滑块做匀速直线运动．回答下列问题：
（1）为了测量的滑块的滑动摩擦力，需要测量的物理量是

托盘和砝码的总质量m

（用文字和符号表示）
（2）滑块的滑动摩擦力表达式为f=

mg

．
（3）该实验的理论依据是

二力平衡

．
（4）该实验存在一些不足之处．请写出其中主要的一点：

难以控制滑块恰好做匀速直线运动

．
（5）为了避免该实验的不足，小刚改为向左水平拉动木板，同时把砝码和托盘换为弹簧测力计且固定，来测滑块的滑动摩擦力．此时滑块相对桌面是

静止

（填“静止”或“运动”）滑块受到的滑动摩擦力的方向是

水平向左

．
（6）在原实验装置中，若用弹簧测力计水平拉动滑块在木板上向左做匀速直线运动，那么弹簧测力计的示数为

mg

．

Answer 1

分析：（1）当滑块做匀速直线运动运动时，根据二力平衡的知识，此时滑块受到的摩擦力等于绳子的拉力，即托盘和砝码的总重力；
（2）实验中由于砝码的重力是不连续的，托盘和砝码的总重力不一定恰好等于摩擦力的大小，因此不能控制滑块一定做匀速直线运动；
（3）运动和静止是相对的，选择不同的参照物，物体的运动状态是不同的；摩擦力的方向和物体相对运动的方向相反；
（4）滑块做匀速直线运动时受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，它们的大小相等．

解答：解：（1）实验中没有使用弹簧测力计，所以摩擦力的大小只能通过托盘和砝码对绳子的拉力体现，拉力等于托盘和砝码的总重力，因此需要测量托盘和砝码的总质量m；
（2）滑块所受摩擦力的大小等于托盘和砝码的总重力，即f=G=mg；
（3）实验的理论依据就是滑块做匀速直线运动是受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，它们的大小相等；
（4）实验中要求滑块做匀速直线运动，即托盘和砝码总重力的大小等于摩擦力，由于砝码的质量不是连续的，因此这一点很难做到．
（5）选择桌面为参照物，滑块相对于桌面来说位置没有发生变化，所以滑块相对于桌面来说是静止的；长木板向左运动，木块相对长木板向右运动，因此受到向左的摩擦力．
（6）用弹簧测力计水平拉动滑块做匀速直线运动时，滑块受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，它们的大小相等，即拉力F=f=mg．
故答案为：（1）托盘和砝码的总质量m；（2）mg；（3）二力平衡；（4）难以控制滑块恰好做匀速直线运动；（5）静止；水平向左；（6）mg．

点评：本实验根据物体受平衡力做匀速直线运动的原理测量摩擦力，存在一些不足，如果让实验更完美，可以把砝码换成细沙，用天平测总质量计算总重力．同时考查了运动和静止的相对性．