Question

【題目】小明用如圖甲所示的裝置，探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。實(shí)驗(yàn)中用到的器材有：木塊(重力為6N )，木板，棉布，毛巾，彈簧測(cè)力計(jì)，細(xì)線，砝碼(重力為2N)若干等。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明將木塊放在水平木板上，彈簧測(cè)力計(jì)沿____________方向拉動(dòng)木塊，并使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。這樣做的目的是__________________；

(2)小明改變條件多次實(shí)驗(yàn)，記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示：

序號(hào)	木塊放置情況	木塊上表面情況	壓力/N	彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N
1	平放	木板	6	1.2
2	平放	木板	8	1.6
3	平放	木板	10	2.0
4	平放	木板上鋪棉布	6	1.8
5	平放	木板上鋪毛巾	6	3.0

①分析序號(hào)_________三組數(shù)據(jù)可知：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān)，這三次實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)摩擦力f大小與接觸面所受壓力F大小的關(guān)系式是_______；

②如要探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)選序號(hào)為___________三組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；

(3)實(shí)驗(yàn)拓展，改用如圖乙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)勻速拉動(dòng)木塊向右運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)如圖，則此時(shí)木塊所受摩擦力為__________N(掛鉤與細(xì)線間摩擦不計(jì))；改用如圖丙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)向左拉動(dòng)木板的過程中，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，原因可能是__________________。

Answer 1

【答案】水平 使拉力大小等于摩擦力大小 1、2、3 f＝0.2F 1、4、5 6.4 長(zhǎng)木板上表面的粗糙程度不相同

【解析】

（1）彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)顯示拉力大小，要使滑動(dòng)摩擦力等于拉力，根據(jù)二力平衡的知識(shí)，拉力必須和滑動(dòng)摩擦力方向相反，在水平方向上；（2）要探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面所受的壓力的關(guān)系，必須要控制其他變量相同，選擇合適的實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，由結(jié)論根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出摩擦力與壓力大小的關(guān)系式；要探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)改變接觸面的粗糙程度，控制其它因素不變或相同。

(1)[1][2]本實(shí)驗(yàn)探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，滑動(dòng)摩擦力的大小無法直接測(cè)量，我們可以用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊，使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)木塊處于平衡狀態(tài)，在水平方向上受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力的作用，根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知，此時(shí)拉力大小等于滑動(dòng)摩擦力大小，我們可以通過讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，得出滑動(dòng)摩擦力的大小，使木塊在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的目的是使拉力大小等于摩擦力大小。

(2)[3]要研究摩擦力大小與接觸面所受的壓力的關(guān)系，必須控制其他變量相同：表格中的木塊放置情況、木板表面情況相同，壓力不同，通過比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小關(guān)系得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即第1、2、3組數(shù)據(jù)。

[4]通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，其他因素相同時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)之比與壓力之比相等，即彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)（摩擦力大小）與壓力成正比，設(shè)f＝kF，由表中第一次數(shù)據(jù)可知

1.2N＝k×6N

可得

k＝0.2

所以

f＝0.2F

[5]要研究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，必須控制其他變量相同：表格中的木塊放置情況、壓力相同，木板表面情況不同，通過比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小關(guān)系得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，應(yīng)選擇1、4、5。

(3)[6]勻速拉動(dòng)木塊向右運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，木塊是處于受力平衡狀態(tài)的，因?yàn)槭莿?dòng)滑輪，所以彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)就等于摩檫力的二分之一，即

f=3.2N

f=6.4N

[7]用圖丙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)拉動(dòng)長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)的過程中，正方體木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡的條件知：此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大小。無論長(zhǎng)木板是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)，正方體木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)（即平衡狀態(tài)），這樣拉力都等于摩擦力，但彈簧拉力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定有可能是長(zhǎng)木板上表面的粗糙程度不相同造成的。