Question

（6分）如圖所示，是同學(xué)們探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗，其中使用的木塊因木紋不同，側(cè)面比正面粗糙。

小明選擇四種不同的接觸面，通過在木塊上增減砝碼改變壓力，對木塊受到的滑動摩擦力進(jìn)行了12次測量，實驗數(shù)據(jù)整理如下表：

接觸面	序號	壓力/N	摩擦力/N	接觸面	序號	壓力/N	摩擦力/N
情 況 一	木塊正 面與木 板面	1	1.7	0.3	情 況 三	木塊正 面與玻 璃面	7	1.7	0.4
2	3.7	0.8	8	3.7	1.3
3	5.7	1.2	9	5.7	1.8
情 況 二	木塊側(cè) 面與木 板面	4	1.7	0.6	情 況 四	木塊側(cè) 面與玻 璃面	10	1.7	0.4
5	3.7	1.5	11	3.7	1.0
6	5.7	2.5	12	5.7	1.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（1）實驗中應(yīng)使用彈簧測力計水平拉動木塊，使其在長木板（或玻璃）上做 運動，此時摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數(shù)。

（2）分析表中序號為1、2、3（或4、5、6……）的三組實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：

。

（3）小明比較情況一和情況三中的實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，壓力相同時，木塊在 表面上受到的摩擦力更大，分析得出：情況三（木塊正面與玻璃面）比情況一（木塊正面與木板面）的接觸面粗糙。他的依據(jù)是，在其他條件相同時， ，滑動摩擦力越大。

（4）同組的曉宏提出不同意見，他認(rèn)為玻璃表面比木板表面光滑得多，情況三（木塊正面與玻璃面）比情況一（木塊正面與木板面）的接觸面要光滑。當(dāng)壓力相同時，木塊在玻璃表面上受到的摩擦力應(yīng)該更小。

于是，同學(xué)們進(jìn)一步分析了情況三和情況四中的實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)壓力為1.7N時，兩種情況的摩擦力均為0.4N，但是隨著壓力的增大，出現(xiàn)壓力相同，接觸面變光滑時摩擦力更 。

（5）為什么出現(xiàn)“接觸面變光滑摩擦力反而增大”？曉宏聯(lián)想到家里使用的吸盤式塑料掛衣鉤，如圖所示。把掛衣鉤的吸盤壓在普通墻面上時，掛衣鉤掛不住物體；當(dāng)把掛衣鉤的吸盤同樣壓在玻璃、瓷磚等光滑的墻面上時，就可以懸掛較重的物體。

由此曉宏猜想可能是： 使接觸面之間的壓力增大，從而增大了摩擦力。這種猜想是否合理？還有其他原因嗎？他準(zhǔn)備和同學(xué)們分頭查閱資料，并咨詢老師繼續(xù)進(jìn)行探究。

 

Answer 1

（1）勻速直線 （2）在其他條件相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大

（3）玻璃 接觸面越粗糙 （4）大 （5）大氣壓（或大氣壓力）

【解析】

試題分析：（1）摩擦力不能直接測量，要利用二力平衡的原理通過拉力來間接測量，這就要求必須使木塊做勻速直線運動；

（2）觀察1、2、3（或4、5、6……）的三組實驗實驗數(shù)據(jù)，接觸面的粗糙程度相同，隨著壓力增大，摩擦力增大，所以可得結(jié)論：在其他條件相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大

（3）分別比較1、7或2、8或3、9的數(shù)據(jù)可知，壓力相同時，木塊在玻璃面上受到的摩擦力大，根據(jù)壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大的規(guī)律，可以知道木塊正面與玻璃面的接觸面更粗糙；

（4）比較3、4兩種情況中的8、11或9、12的數(shù)據(jù)，可以看出壓力相同時，情況3的摩擦力大于情況4的摩擦力，看來接觸面變光滑時摩擦力更大了；

（5）掛衣鉤利用的是大氣壓的作用，所以類比掛衣鉤，他們的猜想是大氣壓使接觸面之間的壓力增大，從而增大了摩擦力。

考點：摩擦力 實驗探究方法