Question

6．小明用彈簧測力計(jì)、正方體木塊、水平長木板、砝碼等器材“探究影響滑動摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)．

（1）如圖甲所示，用彈簧測力計(jì)拉木塊在水平長木板上做勻速直線運(yùn)動，由二力平衡可知，這時滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)．
（2）小明用彈簧測力計(jì)勻速拉木塊進(jìn)行了圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)為表中1、2，由此得到的結(jié)論是壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．

實(shí)驗(yàn)序號	接觸面	壓力/N	滑動摩擦力/N
1	木塊的正面與木板	2.0	0.4
2	木塊的正面與木板	2.5	0.5
3	木塊的側(cè)面與木板	2.0	0.6

（3）表中第1和3兩次實(shí)驗(yàn)中木塊受到的滑動摩擦力不同的可能原因是D
A．兩次拉動速度不同                B．兩次木塊對木板的壓力不同
C．木塊正面和側(cè)面的接觸面積不同   D．木塊正面和側(cè)面的粗糙程度不同
（4）采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量木塊與長木板之間的摩擦力時，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，很難讀數(shù)，其原因是很難保持木塊做勻速直線運(yùn)動．為解決上述問題，小麗對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，用圖丙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，解決了上述問題，這是因?yàn)闊o論長木板怎樣運(yùn)動，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡的原理，必須使物體做勻速直線運(yùn)動才行；
（2）（3）滑動摩擦力的大小跟壓力、接觸面的粗糙程度有關(guān)，在實(shí)驗(yàn)中要用到控制變量法，研究摩擦力和接觸面的粗糙程度是否有關(guān)時，要控制壓力一定；研究摩擦力和壓力是否有關(guān)時，要控制接觸面的粗糙程度相同；
（4）此實(shí)驗(yàn)的思路是利用二力平衡的條件，通過彈簧測力計(jì)的示數(shù)來得到摩擦力的大小，因此是否能保持正方體木塊勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)是實(shí)驗(yàn)是否合理的關(guān)鍵．

解答 解：（1）讓木塊做勻速直線運(yùn)動，此時彈簧測力計(jì)的拉力與摩擦力才是一對平衡力，根據(jù)二力平衡條件，拉力才等于摩擦力；
（2）比較甲和乙兩組數(shù)據(jù)可知，壓力一定時，甲的摩擦力f_甲=F_甲=0.4N，乙的摩擦力f_乙=F_乙=0.5N，說明壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
（3）表中第1和3兩次實(shí)驗(yàn)中，壓力相同，接觸面不同，滑動摩擦力不同，造成這一結(jié)果的原因可能是木塊正面和側(cè)面的粗糙程度不同，即D符合題意；
（4）根據(jù)二力平衡的知識可知，要讓木塊在水平板面上做勻速直線運(yùn)動，只有這樣才可以測出摩擦力；由于在拖動正方體木塊時，很難讓木塊保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，才導(dǎo)致了彈簧測力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定；
用圖丙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)拉動長木板運(yùn)動的過程中，正方體木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡的條件知：此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大�。疅o論長木板是否做勻速直線運(yùn)動，正方體木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)（即平衡狀態(tài)），這樣拉力等于摩擦力，而且無論拉木板速度多少，摩擦力都一樣，不改變摩擦力大�。�所以容易讀數(shù)．
故答案為：（1）二力平衡；（2）壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；（3）D；（4）很難保持木塊做勻速直線運(yùn)動；無論長木板怎樣運(yùn)動，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)．

點(diǎn)評 此題是探究影響滑動摩擦力的因素，主要考查了對二力平衡條件的應(yīng)用及控制變量法．在此實(shí)驗(yàn)中要拉動木塊做勻速直線運(yùn)動，要研究滑動摩擦力與一個量的關(guān)系，需要控制另一個量不變．