Question

【題目】如圖甲所示，小華同學(xué)用彈簧測力計拉著運動鞋在橡膠墊上沿水平方向運動，測量滑動摩擦力的大小，并探究影響滑動摩擦力大小的因素。

(1)她必須拉著運動鞋在水平方向做_______運動，才能準(zhǔn)確地測量出滑動摩擦力的大小，若此時的測量結(jié)果如圖甲所示，則運動鞋所受的滑動摩擦力為_______N。

(2)小華采用向鞋里放置重物、更換桌面上墊片的材料、改變鞋的運動速度等方法，進(jìn)一步探究影響滑動摩擦力大小的因素，并收集有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

實驗次數(shù)	墊片材料	放置重物的個數(shù)	運動速度/m·s-1	彈簧測力計的示數(shù)/N
1	橡膠墊	0	0.1
2	橡膠墊	1	0.1	3.0
3	毛巾	2	0.2	3.2
4	毛巾	3	0.3	3.4

①分析以上實驗數(shù)據(jù)可知，在接觸面的粗糙程度相同時，_______越大，滑動摩擦力越大。

②小華發(fā)現(xiàn)第 3、4 兩次的實驗測得的滑動摩擦力都比第 1、2 兩次的大，她認(rèn)為這是因為毛巾表面比橡膠墊粗糙導(dǎo)致的，你認(rèn)為這個結(jié)論是_______的（選填“可靠”或“不可靠”），理由是_______。

③根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)_______（選填“能”或“不能”）得出滑動摩擦力的大小與物體的運動速度有關(guān)的結(jié)論。

(3)小華在實驗中發(fā)現(xiàn)很難保持好運動鞋運動的速度，于是她又設(shè)計了如圖乙所示的實驗， 只需緩慢抽出墊片，當(dāng)運動鞋相對彈簧測力計_______（選填“運動”或"靜止”）時，讀取彈簧測力計的示數(shù)，測得滑動摩擦力的大小是_______（選填“不變”或“變化”）的。

(4)小華查詢了相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)了一種改進(jìn)測量摩擦力的設(shè)計方案，如圖丙所示，請你對此方案進(jìn)行評價，寫出一點即可。（提示：C 為彈簧測力計，D 為小型電動機(jī)，E 為定滑輪。）_______。

Answer 1

【答案】勻速直線 2.8 壓力 不可靠 未控制放置重物的個數(shù)和運行速度一定 不能 靜止 不變 可以確保摩擦力方向和繩子拉力方向始終在同一直線上示數(shù)穩(wěn)定便于讀數(shù)。

【解析】

(1)[1]實驗過程中為了得到摩擦力的大小采用了轉(zhuǎn)換法，即：沿水平方向拉動運動鞋做勻速直線運動，此時運動鞋受平衡力，根據(jù)二力平衡可知，運動鞋所受滑動摩擦力等于彈簧測力計拉力的大小。

[2]圖甲中，彈簧測力計的分度值為0.1N，示數(shù)為2.8N。

(2)[3]由表格1、2或3、4兩次數(shù)據(jù)可知，在接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。

[4][5]要探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)該控制壓力和運動速度相同，改變接觸面粗糙程度，比較彈簧測力計示數(shù)的大�。粡谋砀駭�(shù)據(jù)可知，第 3、4 兩次的實驗數(shù)據(jù)和第 1、2 兩次實驗數(shù)據(jù)，沒有控制壓力和運動速度相同，所以得出滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)的結(jié)論是不可靠的。

[6]要探究滑動摩擦力的大小與物體的運動速度的關(guān)系，應(yīng)該控制壓力和接觸面粗糙程度相同，改變物體運動速度大小，比較彈簧測力計示數(shù)的大小；實驗表格中沒有體現(xiàn)出壓力和接觸面粗糙程度相同，物體運動速度不同的數(shù)據(jù)，所以不能得出滑動摩擦力的大小與物體的運動速度有關(guān)的結(jié)論。

(3)[7]如圖乙，由題意，運動鞋相對彈簧測力計靜止時，運動鞋在水平方向上，處于平衡狀態(tài)，受平衡力，運動鞋受到水平向左的滑動摩擦力和水平向右的彈簧測力計的拉力，這兩個力是一對平衡力，根據(jù)平衡力條件，這兩個力大小相等，所以通過讀取彈簧測力計的示數(shù)，可以測得運動鞋受到墊片的滑動摩擦力的大小。

[8]滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)，因為壓力和接觸面粗糙程度不變，所以滑動摩擦力大小不變。

(4)[9]可以確保摩擦力方向和繩子拉力方向始終在同一直線上，定滑輪改變繩子拉力的方向，使彈簧測力計處于豎直狀態(tài)，彈簧測力計穩(wěn)定便于讀數(shù)。