题目内容
20．
在测量滑块与木板之间的滑动摩擦力探究活动中，实验装置如图所示，一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．已测量出木板的质量m1，滑块的质量m2，砝码的质量m3，托盘和砝码的总质量m4．（1）滑块的滑动摩擦力表达式为f=m4g．（用已知或测量的物理量符号表示）
（2）我们知道，滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力FN和接触面的粗糙程度决定的，物理学中用动摩擦因数μ表示接触面的粗糙程度．则有关系式f=μFN成立，图中滑块与木板间的动摩擦因数μ=$\frac{{m}_{4}}{{m}_{2}}$．
（3）小朱同学改进了实验，将托盘和砝码改成了装沙的小桶，优点是便于改变质量的大小．
分析 （1）根据二力平衡及定滑轮的作用分析；
（2）由关系式f=μFN带入数据求得图中物体与地面间的动摩擦因数μ．
（3）将托盘和砝码改成了装沙的小桶，便于改变质量的大小．
解答 解：（1）使用定滑轮不省力也不费力，则拉动滑块的力等于砝码和托盘的总重力；滑块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力，故摩擦力为：
f=G=m4g；
（2）在水平面上，压力等于重力，FN=G'=m2g；
由f=μFN得：
μ=$\frac{f}{{F}_{N}}$=$\frac{{m}_{4}g}{{m}_{2}g}$=$\frac{{m}_{4}}{{m}_{2}}$．
（3）将托盘和砝码改成了装沙的小桶，其优点是：便于改变质量的大小
故答案为：（1）m4g；（2）$\frac{{m}_{4}}{{m}_{2}}$；（3）便于改变质量的大小．
点评 本题考查了重力大小、二力平衡条件，解题的关键是把握住物体做匀速直线运动时受到的力是平衡力．
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