Question

4．在探究“影響滑動摩擦力大小的因素”實驗時，粗糙程度均勻的長木板一塊，質(zhì)量相等的木塊和鋁塊各一個，彈簧測力計一只．

（1）小張同學(xué)用在豎直方向調(diào)好零刻度線的彈簧測力計測出木塊的重力如圖2所示，則木塊的質(zhì)量為160g．
（2）他將木塊放在水平木板上，拉動木塊使其做勻速直線運動，拉力如圖3所示，由二力平衡原理可知木塊受到的摩擦力為1.4 N，你認為木塊受到的摩擦力測量值比實際值偏小（填 偏大或 偏�。�
（3）修正實驗后，他用拉力F₁拉動木塊以1m/s的速度使其在在水平木板上做勻速直線運動，摩擦力為f₁，后用拉力F₂拉動木塊以2m/s的速度使其在在水平木板上做勻速直線運動，摩擦力為f₂，則f₁等于f₂．（填大于、等于、小于）
（4）如圖1中他都用彈簧測力拉著物塊使其在長木板上做勻速直線運動
①甲、丙兩圖所示的實驗說明：滑動摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)．
②丙圖中鋁塊受到摩擦力大小為0N．
③丁圖中鋁塊受到的摩擦力大小等于乙圖中鋁塊受到的摩擦力大�。ㄌ畲笥�、等于、小于）
④甲、乙兩圖所示的實驗說明滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）使用彈簧測力計時，首先要明確其分度值，讀數(shù)時視線與指針所在刻線相直，根據(jù)G=mg計算木塊的質(zhì)量；
（2）做勻速直線運動的物體受到的力平衡力，此實驗的思路是讓木塊保持勻速直線運動，利用二力平衡的條件，通過彈簧測力計的示數(shù)來得到摩擦力的大小，彈簧測力計的讀數(shù)，觀察每一個大格和每一個小格代表的示數(shù)，從小數(shù)字讀向大數(shù)字；
彈簧測力計在豎直方向上使用時，在豎直方向上調(diào)零；彈簧在水平方向上使用時，在水平方向上調(diào)零，彈簧測力計在豎直方向調(diào)零時，由于彈簧測力計的掛鉤受到重力作用，零點偏下，當彈簧測力計水平使用時，彈簧測力計掛鉤的重力對水平使用沒有影響，所以零點偏向拉環(huán)處；
（3）影響摩擦力的因素是壓力大小和接觸面的粗糙程度；與物體的運動速度無關(guān)；
（4）①分析圖甲、丙所示實驗，根據(jù)實驗控制的變量與實驗現(xiàn)象得出結(jié)論；
②根據(jù)鋁塊的運動狀態(tài)求出摩擦力；
③根據(jù)影響滑動摩擦力大小的因素分析答題；
④分析圖甲、乙所示實驗，根據(jù)實驗控制的變量與實驗現(xiàn)象得出結(jié)論．

解答 解：
（1）由圖2知，彈簧測力計的分度值為0.2N，此時指針指在“1后3小格處，所以木塊的重力為1.6N，木塊的質(zhì)量為m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1.6N}{10N/kg}$=0.16kg=160g；
（2）用彈簧測力計水平向左拉動一個長方體木塊，使其作勻速直線運動，所以拉力和摩擦力是一對平衡力，摩擦力大小等于拉力；
由圖知，測力計的分度值為0.2N，所以其示數(shù)為1.4N．由二力平衡條件得，摩擦力也為1.4N；
當彈簧測力計在豎直方向調(diào)零時，掛鉤受到重力作用，零點遠離拉環(huán)．當彈簧測力計水平使用時，掛鉤的重力對測量沒有影響，零點靠近拉環(huán)，所以彈簧測力計在豎直調(diào)零，在水平拉動木塊時，測出的滑動摩擦力小于實際的滑動摩擦力；
（3）由于木塊做勻速直線運動，所受摩擦力和拉力平衡，根據(jù)二力平衡，則摩擦力大小等于拉力，又因為影響摩擦力的因素是壓力大小和接觸面的粗糙程，與物體的運動速度無關(guān)，所以當木塊速度改變時，摩擦力不變，故f₁=f₂；
（4）①由甲、丙兩圖可知，物體間接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同，物體受到的滑動摩擦力不同，由此可知：滑動摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)；
②鋁塊與木塊相對靜止，鋁塊與木塊間既沒有相對運動，也沒有相對運動趨勢，鋁塊不受摩擦力，摩擦力為0N；
③物體間的滑動摩擦力由接觸面的粗糙程度和物體間的壓力決定，由圖乙與圖丁所示實驗可知，鋁塊與桌面接觸面的粗糙程度、物體間的壓力相等，鋁塊受到的滑動摩擦力相等；
④由甲、乙兩圖可知，物體對水平面的壓力相同而物體間接觸面的粗糙程度不同，物體受到的滑動摩擦力不同，由此可知：滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
故答案為：（1）160；（2）二力平衡；1.4；偏��；（3）等于；（4）①滑動摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)；②0；③等于；④滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．

點評 本題考查了實驗現(xiàn)象分析、測力計讀數(shù)，對彈簧測力計讀數(shù)時要先確定其分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與刻度線垂直；應(yīng)用控制變量法分析圖示實驗即可正確解題．