Question

5．毛毛在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的活動(dòng)中，使用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．

（1）實(shí)驗(yàn)過程中，為使滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，彈簧測(cè)力計(jì)必須（選填“必須”或“不必”）沿水平方向拉著物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）在整個(gè)探究過程中共進(jìn)行了9次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

接觸面 種類	試驗(yàn) 次數(shù)	對(duì)接觸面的壓力（N）	運(yùn)動(dòng)速度（cm/s）	接觸面的大�。╟m2）	測(cè)力計(jì)的示數(shù)（N）
木板	1	5	2	50	1.2
	2	10	2	50	2.3
	3	15	2	50	3.5
棉布	4	5	2	50	1.8
毛巾	5	5	2	50	2.7
	6	5	3	50	2.7
	7	5	4	50	2.7
	8	5	4	30	2.7
	9	5	4	15	2.7

①分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)．
②分析1、4、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑動(dòng)摩擦力的大小還與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
③分別比較5、6、7三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和7、8、9三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以得出滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度和接觸面的大小均無關(guān)．（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）
（3）完成以上實(shí)驗(yàn)后，毛毛發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室里有木塊和鐵塊，他想比較一下木塊和鐵塊表面的粗糙程度，于是進(jìn)行了如右圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)操作：
①操作中鐵塊和木塊疊放在一起的目的是控制物體間的壓力相等．
②甲圖中物體勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v₁，乙圖中物體勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v₂．實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)于v₁和v₂的大小關(guān)系，下列說法正確的是D（選填字母）．
A．v₁一定大于v₂B．v₁一定小于v₂
C．v₁一定等于vD．v₁可以小于、等于或大于v₂
③比較兩次彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)可知，木塊表面的粗糙程度大一些．依據(jù)是壓力相等，滑動(dòng)摩擦力大．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中用彈簧測(cè)力計(jì)水平勻速拉著物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡，摩擦力和拉力平衡；
（2）利用控制變量法，分析各組數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（3）①為了探究摩擦力與接觸面粗糙程度關(guān)系，需要保持壓力相等；②滑動(dòng)摩擦力大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)；③分析表格中的數(shù)據(jù)利用控制變量法得出結(jié)論．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)過程中，利用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡可知：此時(shí)摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力，故滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)；
（2）①分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在接觸面積的大小、運(yùn)動(dòng)速度、接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越大，則摩擦力越大，故可得結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)．
②分析1、4、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，壓力、接觸面積、運(yùn)動(dòng)速度相等，接觸面越粗糙，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越大，則摩擦力越大，故可得出結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力的大小還與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
③分別比較5、6、7三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和7、8、9三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，壓力大小、接觸面的粗糙程度以及運(yùn)動(dòng)速度相等時(shí)，接觸面積改變，但彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，可以得出滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度和接觸面的大小均無關(guān)．
（3）①為了比較木塊和鐵塊表面的粗糙程度，應(yīng)該保持壓力相等，故可以將鐵塊和木塊疊放在一起；
②通過實(shí)驗(yàn)可知滑動(dòng)摩擦力大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，只是要求在每一次實(shí)驗(yàn)中必須保持物體勻速直線運(yùn)動(dòng)；
③比較兩次彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)可知，在壓力相等的情況下，甲實(shí)驗(yàn)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)小于乙實(shí)驗(yàn)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，即甲中摩擦力小于乙中的摩擦力，故可以得出結(jié)論：木塊表面的粗糙程度大一些．
故答案為：（1）必須；（2）①壓力大小．
②1、4、5．
③無關(guān)；
（3）①控制物體間的壓力相等．
②D；
③木塊；壓力相等，滑動(dòng)摩擦力大．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意利用控制變量的分析數(shù)據(jù)．