Question

12．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、乙可得出結(jié)論：在接觸面粗糙程度一定時，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，可得出結(jié)論在壓力一定時，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(xué)想探究摩擦力是否與接觸面積的大小有關(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：�?dāng)接觸面的粗糙程度一定時，接觸面越小，摩擦力越小，你認為她的結(jié)論正確嗎？
（7）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)不一定等于活動摩擦力的大小，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?fàn)顟B(tài)，示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡的知識，當(dāng)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)，得出摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系；
（4）分析甲丙接觸面粗糙程度和壓力大小的關(guān)系及測力計的示數(shù)，得出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，使運動木板，對木板的運動沒有要求，木塊和測力計仍會保持靜止?fàn)顟B(tài)，測力計示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；

解答 解：（1）只有沿水平方向用彈簧測力計拉著物體做勻速直線運動，物體在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小（測力計示數(shù)）才等于摩擦力的大�。�故需用彈簧測力計拉著物體做勻速直線運動；
（2）圖中測力計分度值為0.2N，示數(shù)為1.6N；
（3）分析圖甲、乙可知，接觸面的粗糙程度不變，壓力越大，測力計示數(shù)越大，故得出結(jié)論：在接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（4）分析圖甲和丙，壓力大小相同，毛巾更粗糙，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)F₁＜F₃，可得出結(jié)論：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，摩擦力大小與壓力成正比，丁的壓力是丙的2倍，可知丁的摩擦力是丙的2倍，即F₄：F₃=2：1；B隨A做勻速直線運動，B相對于A沒有相對運動的趨勢，故物塊B受到的摩擦力f_B=0N；
（6）小麗同學(xué)想探究摩擦力是否與接觸面積的大小有關(guān)，應(yīng)控制壓力和接觸面的粗糙程度不變，將木塊沿豎直方向鋸掉一半，此時壓力也變?yōu)樵瓉淼囊话�，由此得出：�?dāng)接觸面的粗糙程度一定時，接觸面越小，摩擦力越小是錯誤的；
（7）圖3將測力計與木塊固定，此時無論怎樣拉動木板，即對木板的運動沒有要求；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)；
故答案為：（1）勻速直線運動；（2）1.6；（3）在接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（4）在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；（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?fàn)顟B(tài)，示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)．

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)用及評估能力，注意實驗的改進所具有的優(yōu)點，并學(xué)習(xí)改進的方法．