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．实验装置如图甲所示，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（不计绳与滑轮间的摩擦），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）为了测量滑块的滑动摩擦力，需要测量的物理量是________．（填选项前的编号）①木板的质量m₁，②滑块的质量m₂，③砝码的质量m₃，④托盘和砝码的总质量m₄．

（2）滑块的滑动摩擦力表达式为f=________．（用已知或测量的物理量符号表示）

（3）该实验的理论依据是：________．

（4）该实验存在一些不足之处，请你写出其中的一点：________．

（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（已在竖直方向调零）且固定（如图乙所示）与滑块相连的线系在弹簧测力计的圆环上，此时，滑块受到的滑动摩擦力的方向是________ ，用这种方法测出的摩擦力将比真实值________（偏大/偏小/不变）．

（6）小刚在改正了乙图装置的情况下，正确的测出了滑动摩擦力的值，并改变放在滑块上的砝码，通过多次实验得到摩擦力f与作用在木板表面的压力F_压的关系图象如丙图所示；把木板换成铁板，再改变放在滑块上的砝码，重复以上实验得到了得到摩擦力f与作用在铁板表面的压力F_压的关系图象如丁图所示．由图丙、丁可知：木板的粗糙程比铁板________（大/小/无法确定），当滑块与砝码的总重力为6N时，木块在长木板上滑动时受到的摩擦力为 ________N．

Answer

④ m4g 二力平衡 不能控制匀速 （砝码质量或形成的拉力不连续） 水平向左 偏小 小 2N

【解析】（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④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）长木板向左运动，木块相对长木板向右运动，因此受到水平向左的摩擦力；由图乙可知，滑块受到的摩擦力等于受到向右的拉力和弹簧测力计的重力之和f=F+G弹，即F=f-G弹，所以用这种方法测出的摩擦力将比真实值偏小；
（6）由丙图可知，当压力为6N时，木块在木板受到的摩擦力为2N，由丁图可知，当压力为6N时，木块在铁板上受到的摩擦力为3N，可知：木板的粗糙程比铁板小；由丙图可知，当滑块与砝码的总重力为6N时，木块在长木板上滑动时受到的摩擦力为2N．
故答案为：（1）④；（2）mg；（3）二力平衡；（4）难以控制滑块恰好做匀速直线运动；（5）水平向左；偏小；（6）小；2．