Question

【題目】某興趣小組在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗時，提出了以下幾種猜想：a．與壓力的大小有關(guān).b．與接觸面積的大小有關(guān)．c．與接觸面的粗糙程度有關(guān)．為了驗證以上猜想是否正確，該小組同學(xué)利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實驗，實驗數(shù)據(jù)如表所示．

（1）本實驗中滑動摩擦力的大小是由彈簧測力計的示數(shù)得出的，要使水平拉力的大小與滑動摩擦力的大小相等，木塊必須做________運動．

（2）由序號1、2、3的實驗，可得結(jié)論________；要驗證猜想C，應(yīng)選擇序號是________的三組實驗．

（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)判斷，圖乙中圖線________（填“a”或“b”）表示滑動摩擦力f的大小與接觸面積S的關(guān)系．

（4）在某次研究摩擦力的實驗中，小明仍按圖甲將木塊置于水平桌面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊，木塊的運動狀態(tài)和彈簧測力計的示數(shù)如表所示．由表可知，在第一次試驗中，木塊受到的摩擦力的大小為________N；在這五次試驗中，木塊受到的摩擦力大小應(yīng)該有________次是相同的．

Answer 1

【答案】勻速直線 摩擦力大小與接觸面所受的壓力有關(guān) 1、6、7 b 0.5 3

【解析】

（1）在實驗中，只有拉動木塊做勻速直線運動，其受到的拉力和摩擦力才相互平衡，大小相等；
（2）分析1、2、3實驗數(shù)據(jù)中的相同點和不同點，比較摩擦力的大小變化是由哪個因素引起的，便可得出結(jié)論；要驗證猜想C，必須使接觸面的粗糙程度不同，其它條件相同；
（3）綜合分析實驗表格中的數(shù)據(jù)，分析比較壓力或接觸面的粗糙程度發(fā)生變化時，摩擦力是否發(fā)生變化；當(dāng)接觸面積的大小發(fā)生變化時，摩擦力大小是否發(fā)生變化，從而得出結(jié)論。注意控制變量法在此實驗中的應(yīng)用；
（4）二力平衡的條件：大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，作用在同一個物體上；滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，跟接觸面積，運動速度無關(guān)。

（1）要使水平拉力大小與滑動摩擦力的大小相等，木塊必須保持勻速直線運動，此時拉力和摩擦力是一對平衡力；

（2）由序號1，2，3的實驗，接觸面積和接觸面的粗糙程度不變，壓力大小不斷增大，摩擦力也不斷增大，可以得出摩擦力大小與接觸面所受的壓力有關(guān)，可以驗證猜想A；

根據(jù)猜想，要驗證猜想C，必須使壓力大小和接觸面面積相同，而接觸面的粗糙程度不同。所以應(yīng)選擇1、6、7；

（3）由表格中數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)其它條件不變，只改變壓力或接觸面的粗糙程度時，摩擦力大小發(fā)生變化；而其它條件不變，只改變接觸面積的大小時，摩擦力的大小不變。因此可以看出滑動摩擦力大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與接觸面積的大小無關(guān)，故圖線b表示摩擦力f與接觸面積的關(guān)系；

（4）第一次和第二次實驗，木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)但是有運動趨勢，水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，兩個力是平衡力，大小相等，第一次的靜摩擦力是0.5N，第二次的靜摩擦力是0.6N；第3、4、5次實驗中，壓力相同，接觸面的粗糙程度相同，滑動摩擦力相同，都等于勻速運動時彈簧測力計的示數(shù)，為0.7N，滑動摩擦力跟接觸面積、運動速度無關(guān)。