Question

4．利用力传感器P探究“静摩擦力及滑动摩擦力变化的规律”，装置如图甲．P固定于桌面并与计算机连接，可获得力随时间变化的规律．车板较长的平板车通过细绳连接空沙桶，调节细绳水平，整个装置开始时处于静止状态．

（1）开启传感器P，缓慢向沙桶里倒入沙子，小车刚运动时立即停止倒沙子，此后P的示数表示滑块与小车之间的滑动摩擦力（填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”）的大小．
（2）小车的运动是否必须为匀速直线运动？答：否（填“是”或“否”）．
（3）采集的图象如图乙，由此可知，滑块与小车之间的最大静摩擦力为0.65N．已知滑块的质量为0.15kg，取重力加速度为10m/s²，则滑块与小车之间的动摩擦因数μ=0.40（结果保留2位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理，及实验操作可知；
（2）车与滑块之间是滑动摩擦力，小车不必是匀速直线运动；
（3）当小车由静止刚好开始运动时，滑块与小车间的摩擦力是最大静摩擦力，此时小车处于静止状态，第小车进行受力分析求出沙桶及所装沙子的总质量，对滑块进行受力分析，由图象求出传感器对滑块的拉力，由平衡条件求出滑块受到的摩擦力，进而求出动摩擦力因数．

解答 解：（1）由实验装置，结合操作过程，力传感器测量小车的滑动摩擦力．
（2）小车只要是运动的，与滑块之间的摩擦力就是滑动摩擦力，小车的运动不必是匀速直线运动．
（3）由图象可知，小车刚好要运动时受的是最大静摩擦力为：f_max=0.65N，
稳定后，滑块受的摩擦力为：f=0.60N
由滑动摩擦力公式得：μ=$\frac{f}{mg}$=$\frac{0.60}{0.15×10}$=0.40；
故答案为：（1）滑动摩擦力；（2）否，（3）0.65，0.40．

点评 本题难度不大，对滑块正确受力分析、应用牛顿的三定律即可正确解题，由图乙所示图象求出传感器拉力大小是正确解题的关键．