Question

9．某同學(xué)探究影響滑動摩擦力大小的因素的主要實驗過程如圖1：


（一）用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿水平長木板滑動，從而測出木塊與長木板之間的滑動摩擦力；
（二）改變放在木塊上的砝碼，從而改變木塊對長木板的壓力，測出此種情況下的滑動摩擦力；
（三）換用材料相同但表面粗糙的長木板，保持木塊上的砝碼不變，測出此種情況下的滑動摩擦力．
請完成下列問題：
（1）通過甲、乙兩圖，可以研究滑動摩擦力的大小跟接觸面所受壓力有關(guān)；
（2）通過乙、丙兩圖，可以研究滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)；
（3）每一次拉動木塊時，都必須保證勻速拉動，為什么？
（4）實際操作時，勻速拉動是比較困難的，可以利用如圖2所示的裝置，向右拉動木板，無需勻速得到的測量結(jié)果也相同，小明認為這能說明摩擦力的大小與相對滑動的快慢無關(guān)，小明的觀點正確嗎？
（5）小明想知道滑動摩擦力的大小與接觸面所受壓力大小的具體關(guān)系，在進行實驗過程（二）時改變了多次砝碼的大小，得到的實驗數(shù)據(jù)見表，請根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù)，在坐標系中作出摩擦力的大小F_f與接觸面受到的壓力大小F_N之間的關(guān)系圖象．

FN/N	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
Ff/N	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0

（6）從圖象可以看出滑動摩擦力的大小跟接觸面受到的壓力大小之間有什么關(guān)系？

Answer 1

分析 （1）（2）滑動摩擦力的與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，研究摩擦力大小與其中一個因素的關(guān)系時，要控制另外一個因素保持不變；
（3）根據(jù)二力平衡的回答；
（4）在拉動木塊時，很難讓木塊保持勻速直線運動狀態(tài)，會導(dǎo)致了彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定；當拉動長木板運動的過程中，木塊保持靜止狀態(tài)，根據(jù)二力平衡的條件知彈簧測力計的示數(shù)等于摩擦力的大小．
（5）根據(jù)描點作圖法畫出摩擦力的大小F_f與接觸面受到的壓力大小F_N之間的關(guān)系圖象；
（6）根據(jù)圖象分析得出結(jié)論．

解答 解：（1）甲乙兩圖實驗比，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，所以，通過甲、乙兩圖，可以研究滑動摩擦力的大小跟接觸面所受壓力大小有關(guān)；
（2）要研究滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，就要控制壓力大小相同，改變物體與接觸面的粗糙程，所以，通過乙、丙兩圖，可以研究滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)；
（3）物體只有做勻速直線運動時，所受的拉力與受到的滑動摩擦力才為一對平衡力，受到的摩擦力大小等于彈簧測力計的示數(shù)；
（4）采用圖2設(shè)計，因為無論長木板是否做勻速直線運動，木塊都處于靜止狀態(tài)（即平衡狀態(tài)），彈簧測力計處于靜止狀態(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，不改變摩擦力大小，所以容易讀數(shù)、讀數(shù)準確．
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，采用描點作圖法，在坐標系中作出摩擦力的大小F_f與接觸面受到的壓力大小F_N之間的關(guān)系圖象，并延長剛好通過原點．如下圖所示；


（6）由圖象可知，物體受到的滑動摩擦力的大小F_f與接觸面受到的壓力大小F_N之間的關(guān)系為一過原點的直線，所以，滑動摩擦力的大小跟接觸面受到的壓力大小之間成正比．
答案為：（1）所受的壓力；
（2）乙丙兩圖；
（3）保證木塊處于平衡狀態(tài)，彈簧測力計的示數(shù)等于木塊受到的摩擦力；
（4）正確；
（5）如上圖；
（6）成正比．

點評 本題探究影響滑動摩擦力大小的因素的，主要考查實驗原理、控制變量法的運用、對實驗方案的評估能力、并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)新規(guī)律的能力．