Question

9．小明在探究“摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗時，用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊，使它沿水平長木板做勻速運動，使摩擦力等于拉力，從而測出摩擦力；改變放在木塊上的砝碼，從而改變木塊與長木板之間的壓力；把棉布、毛巾等鋪在長木板上，從而改變接觸面的粗糙程度．

（1）觀察三個實驗，比較甲圖和乙圖所示實驗，說明摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力有關(guān)．
（2）觀察三個實驗，比較甲圖和丙圖所示實驗，說明在壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大．
（3）小明在進(jìn)行乙圖中實驗時，改變放在木塊上的砝碼，通過多次實驗得到摩擦力F_摩與作用在物體表面的壓力F_壓的關(guān)系圖線如丁圖所示，由圖可知：
F_摩=0.25F_壓．當(dāng)木塊與砝碼的總重力為6N時，木塊在長木板上滑動時受到的摩擦力為1.5N，若此時彈簧測力計的讀數(shù)為2.5N，則木塊將做加速運動．
（4）小明設(shè)計了如圖所示的實驗方案，通過實驗得到了正確的結(jié)論．
甲圖中物體運動的速度大小為v₁，乙圖中物體運動的速度大小為v₂，實驗過程中，關(guān)于v₁和v₂的大小，下列說法正確的是D．（選填字母）
A、v₁一定大于v₂           B、v₁一定小于v₂
C、v₁一定等于v₂           D、v₁可以大于、等于或小于v₂．

Answer 1

分析 （1）（2）摩擦力的大小和壓力、接觸面的粗糙程度有關(guān)．要研究摩擦力和壓力的關(guān)系，必須控制接觸面的粗糙程度不變，改變壓力；要研究摩擦力和接觸面粗糙程度的關(guān)系，必須控制壓力不變，改變接觸面的粗糙程度；
（3）根據(jù)圖象中壓力和摩擦力的數(shù)據(jù)，找出其關(guān)系；物體在平衡力的作用下保持勻速直線運動，如果受的不是平衡力，拉力大于摩擦力，物體將改變運動狀態(tài)；
（4）實驗中只要拉動物體做勻速直線運動，拉力與摩擦力就平衡，與速度的大小沒有關(guān)系．

解答 解：
（1）要探究摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力的關(guān)系時，必須控制接觸面的粗糙程度相同，壓力不同，觀察三個實驗可知，符合要求的是甲圖和乙圖；
（2）觀察三個實驗，比較甲圖和丙圖所示實驗可知，作用在物體表面的壓力相同，接觸面的粗糙程度不同，所以摩擦力不同，且接觸面越粗糙摩擦力越大，說明在作用在物體表面的壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大；
（3）由摩擦力F_摩與作用在物體表面的壓力F_壓的關(guān)系圖線可知，當(dāng)作用在物體表面的壓力為2N時，摩擦力為0.5N；作用在物體表面的壓力為4N時，摩擦力為1N；作用在物體表面的壓力為6N時，摩擦力為1.5N；所以摩擦力F_摩與作用在物體表面的壓力F_壓的關(guān)系是：F_摩=0.25F_壓；
若彈簧測力計的拉力為2.5N時，木塊受的不再是平衡力，拉力大于摩擦力，則木塊將不再做勻速直線運動，而做加速運動．
（4）只要拉動物體做勻速直線運動，物體受到的拉力就與摩擦力平衡，大小相等，所以v₁可以大于、等于或小于v₂，故D正確．
故答案為：（1）乙；（2）壓力；粗糙；（3）0.25；1.5N；加速；（4）D．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對摩擦力影響因素實驗的理解和掌握，注意控制變量法的運用，同時考查了學(xué)生對圖象的分析處理能力，中考熱點題型．