Question

【題目】小華在學習了壓強的知識后，知道了壓強的大小與壓力大小有關，由此她認為“滑動摩擦力的大小與壓強的大小有關”。小明不同意小華的觀點，于是利用長木板、彈簧測力計、輕細線，以及一個帶有掛鉤的長方體物塊設計了如圖所示的實驗裝置進行研究。

已知長木板的上表面粗糙程度均勻且一端帶有一個高度可調節的定滑輪；物塊的長、寬、高的長度各不相同，6個表面的粗糙程度相同。

以下是小明的部分實驗步驟，請補充完整：

①將長木板放在水平桌面上，將物塊平放在長木板上，調節_________，使______；

②豎直向上拉動彈簧測力計，使物塊在長木板上做_____________運動，讀出并記錄測力計的示數F1，根據_________可知，物塊所受滑動摩擦力f1=F1；

③__________________________，調節定滑輪的高度，使拉物塊的輕細線與長木板平行，重復步驟②的操作與測量，讀出并記錄測力計的示數F2，可知物塊所受滑動摩擦力f2=F2。

④在上述兩次實驗中，物塊與木板間的壓力_______（選填“相同”或“不同”），但壓強________（選填“相同”或“不同”）。比較兩次的滑動摩擦力大小，如發現_______，則可以說明說明小華的觀點是錯誤的。

Answer 1

【答案】定滑輪的高度 拉物塊的輕細線與長木板平行 勻速直線（或“勻速”） 二力平衡條件 將物塊側放在長木板上（或“使物塊與長木板接觸的面積大小不同”） 相同 不同 f2=f1

【解析】

[1][2]為了便于測量出摩擦力的大小，應使物塊受到的拉力與摩擦力為一對平衡力，則要使兩個力的方向相反、作用在同一直線上。所以，將長木板放在水平桌面上，將物塊平放在長木板上，應調節定滑輪的高度，使拉物塊的輕細線與長木板平行。這樣物塊受到的拉力與摩擦力才方向相反、作用在同一直線上；

[3]要使物塊受到的拉力與摩擦力為一對平衡力，則應使物塊在長木板上做勻速直線運動；

[4]根據二力平衡可知，此時物塊受到的拉力與摩擦力大小相等；

[5]要探究“滑動摩擦力的大小與壓強的大小有關”，則要控制壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，改變壓強（壓力相同，要改變壓強即要改變受力面積）。所以應將物塊側放在長木板上，調節定滑輪的高度，再使拉物塊的輕細線與長木板平行，重復步驟②的操作與測量，測出摩擦力f2。

[6]在上述兩次實驗中，使用的是同一個物塊，所以物塊與木板間的壓力相同；

[7]物塊與木板間的壓力相同，但一次是平放、一次是側放，所以壓強不同；

[8]比較兩次的滑動摩擦力大小，如發現兩次摩擦力大小相等，即f2=f1，則說明滑動摩擦力的大小與壓強的大小無關，說明小華的觀點是錯誤的。