Question

16．用如圖所示的裝置探究摩擦力跟壓力大小的關(guān)系．

（1）實驗時，拉動木塊在水平木板上做勻速直線運動，
（2）某次實驗中彈簧測力計的指針位置如圖1所示，它的示數(shù)是1.6N．
（3）分析圖甲、乙可知，在接觸面的粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（4）分析圖甲和丙，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)F₁＜F₃，說明：壓力一定時，接觸面越粗糙滑動摩擦力越大．
（5）如圖丁所示，在圖丙中物塊A上疊放一塊與之相同的物塊B，用彈簧測力計拉著物塊A，使物塊B隨A一起做勻速直線運動．彈簧測力計示數(shù)為F₄，則F₄：F₃=2：1；此運動過程中，物塊B受到的摩擦力f_B=0N．
（6）小麗同學想探究摩擦力是否與接觸面的大小有關(guān)，她用彈簧測力計測出木塊在水平面上做勻速直線運動時的摩擦力，然后將木塊沿豎直方向鋸掉一半，測得摩擦力的大小也變?yōu)樵瓉淼囊话耄�她由此得出：當接觸面的粗糙程度一定時，接觸面越小，摩擦力越�。�你認為她的結(jié)論正確嗎？，理由是：不正確；沒有控制壓力大小不變．
（7）探究過程中采用了的研究方法，在實驗過程中，手拉著彈簧測力計做勻速直線運動是比較難做到的，因而彈簧測力計的示數(shù)不一定等于滑動摩擦力的大小，小軍提出一個改進方法如圖3所示，你覺得這種方案的優(yōu)點是可以隨意拉動木板，測力計始終處于靜止狀態(tài)，示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)．
（8）若想探究滑動摩擦力與接觸面積粗糙程度的關(guān)系，但手邊只有彈簧測力計，體積相等的實心鐵塊和木塊，請簡要寫出你的做法（可以畫圖輔助說明）①將木塊和鐵塊疊放在一起（如圖1），拉動木塊做勻速直線運動，讀出測力計的示數(shù)F₁；②改變木塊和鐵塊的疊放次序（如圖2），拉動鐵塊做勻速直線運動，讀出測力計的示數(shù)F₂；③比較測力計的示數(shù)得出結(jié)論．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡的知識，當拉動木塊做勻速直線運動時，拉力與摩擦力平衡大小相等；
（2）確定量程和分度值讀出示數(shù)；
（3）分析甲乙接觸面粗糙程度和壓力大小的關(guān)系及測力計的示數(shù)，而成摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系；
（4）分析甲乙接觸面粗糙程度和壓力大小的關(guān)系及測力計的示數(shù)，而成摩擦力大小與接觸面粗糙程度大小的關(guān)系；
（5）根據(jù)摩擦力與壓力的正比例關(guān)系得出結(jié)論；
B與A一起做勻速直線運動，二者沒有相對運動的趨勢，沒有摩擦力；
（6）要得出摩擦力大小與接觸面積的關(guān)系，需保持壓力大小和接觸面的粗糙程度相同；
（7）使木塊和彈簧測力計固定，抽動木板，即使木板沒有被勻速抽出，木塊和測力計仍會保持靜止狀態(tài)，測力計示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；
（8）可將鐵塊與木塊疊放，保持壓力大小不必，改變疊放的順序來改變接觸面的粗糙程度．

解答 解：（1）實驗過程中，應(yīng)使彈簧測力沿水平方向拉著物塊A做勻速直線運動，物塊A處于平衡狀態(tài)，受平衡力作用，根據(jù)二力平衡知識可知，此時彈簧測力計的示數(shù)與滑動摩擦力的大小相等．
（2）由圖1所示彈簧測力計可知，其分度值為0.2N，它的示數(shù)是1.6N．
（3）甲乙接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，且壓力越大，測力計的示數(shù)越大，可得在接觸面的粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（4）甲、丙所示實驗可知，物體間的壓力相等而接觸面的粗糙程度不同，彈簧測力計的示數(shù)F₁＜F₃，物體所示滑動摩擦力不同，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大，由此可知：在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．
（5）接觸面的粗糙程度相同，摩擦力與壓力成正比，丁壓力是丙壓力的2倍，所以摩擦力也是丙的2倍，可得F₄：F₃=2：1；
由于AB一起做勻速直線運動，所以二者之間沒有相對運動的趨勢，沒有摩擦力；
（6）將木塊沿豎直方向鋸掉一半，在接觸面積減小一半的同時，壓力也減小了一半，所以得出了錯誤的結(jié)論；
（7）圖3將測力計與木塊固定，此時無論怎樣拉動木板，木塊和測力計都能保持靜止，測力計的示數(shù)比較穩(wěn)定，便于讀數(shù)；
（8）①將木塊和鐵塊疊放在一起（如圖1），拉動木塊做勻速直線運動，讀出測力計的示數(shù)F₁；②改變木塊和鐵塊的疊放次序（如圖2），拉動鐵塊做勻速直線運動，讀出測力計的示數(shù)F₂；③比較測力計的示數(shù)得出結(jié)論．

故答案為：（1）勻速直線運動；（2）1.6；（3）接觸面的粗糙程度；壓力；（4）壓力；接觸面越粗糙；（5）2：1；0；（6）不正確；沒有控制壓力大小不變；（7）可以隨意拉動木板，測力計始終處于靜止狀態(tài)，示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；（8）①將木塊和鐵塊疊放在一起（如圖1），拉動木塊做勻速直線運動，讀出測力計的示數(shù)F₁；②改變木塊和鐵塊的疊放次序（如圖2），拉動鐵塊做勻速直線運動，讀出測力計的示數(shù)F₂；③比較測力計的示數(shù)得出結(jié)論．

點評 此題是探究影響摩擦力因素的實驗，考查了控制變量法和二力平衡條件的應(yīng)用，注意實驗的改進所具有的優(yōu)點，并學習改進的方法．