Question

（2013?宜昌模拟）小明在探究滑动摩擦力的人小与什么因素有关时，采用了如图所示的实验装置．一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木扳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，在托盘中加减砝码．请回答：
（1）装置中定滑轮的作用是：

改变力的方向

．
（2）实验前测得木板的质量为m₁，滑块的质量为m₂，托盘的质量为m₃．实验时，当向托盘加入质量为m₄的砝码时，滑块向右匀速滑动．则滑块与木板间的滑动摩擦力的方向是

水平向左

，大小f=

（m₃+m₄）g

（用已知或测量的物理量符号表示）．
（3）如果加的砝码质量太大，滑块将加速运动，此时滑块受到的摩擦力

不变

（填写“增大”、“减小”、“不变”）
（4）当砝码和托盘匀速下降时，滑块的动能不变，砝码和托盘的重力势能减小了，机械能不守恒，其原因是

由于滑块滑动时克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以机械能不守恒

．

Answer 1

分析：（1）定滑轮的特点是可以改变用力的方向；
（2）摩擦力是阻碍物体相对运动的，与物体相对运动的方向相反，其大小等于托盘与砝码的总重力；
（3）摩擦力的大小与物体所受拉力的大小及运动的速度无关；
（4）重力势能和动能可以相互转化，但往往机械能不守恒，是因为在摩擦过程中部分机械能转化为了内能．

解答：解：（1）读图可知，装置中定滑轮的作用是改变力的方向；
（2）滑块向右匀速滑动时，滑块与木板间的滑动摩擦力阻碍其向右运动，故摩擦力的方向是水平向左的，大小等于托盘与砝码的总重力，故f=（m₃+m₄）g；
（3）如果加的砝码质量太大，滑块将加速运动，此时滑块对水平桌面的压力和接触面的粗糙程度不变，故受到的摩擦力不变；
（4）当砝码和托盘匀速下降时，滑块的动能不变，砝码和托盘的重力势能减小了，机械能不守恒，其原因是由于滑块滑动时克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以机械能不守恒．
故答案为：
（1）改变力的方向； （2）水平向左；f=（m₃+m₄）g； （3）不变；
（4）由于滑块滑动时克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以机械能不守恒．

点评：在本实验中，要了解定滑轮所起的作用，会判断摩擦力的大小和方向，熟知影响摩擦力大小的因素是什么，并能分析能量的转化情况等，本题考查的内容较全面，值得我们关注．