Question

【題目】小陸同學在學習摩擦力的知識后，知道了在接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力就越大。學習壓強的知識后，他認為，壓力越大壓強也越大，所以在接觸面粗糙程度一定時，壓強越大，滑動摩擦力也越大。現在實驗室的水平桌面上有如下器材：長木板（其一端帶有一個高度可調節的定滑輪）、彈簧測量力計、輕細線（足夠長），以及一個帶有掛鉤的長方體物塊（物塊的長、寬、高的長度不同，6個表面的粗糙程度相同），如圖所示。請你設計實驗證明他的觀點是錯誤的，要求寫出實驗步驟（可以畫圖說明）和結論。

Answer 1

【答案】見解析

【解析】

(1)實驗步驟：

①如圖組裝實驗器材，將帶有滑輪的長木板水平放置，調節定滑輪的高度，使拉物塊的輕細線與木板平行；

②將物塊平放在木板上，豎直向上拉動彈簧測力計，使物塊在長木板上做勻速直線運動，讀出測力計的示數，記為F1，根據二力平衡條件可知，物塊所受摩擦力f1=F1；

③將物塊側放在木板上，調節定滑輪的高度，使拉物塊的輕細線與木板平行，重復步驟②的操作與測量，讀出并記錄測力計的示數F2。根據二力平衡條件可知，物塊所受摩擦力f2=F2；

(2)實驗結論：

上述兩次實驗中，物塊對水平木板的壓力相等，但接觸面積不同，因此對接觸面的壓強不同，而實驗測量得f2=f1，這表明滑動摩擦力的大小與壓強的大小無關，小陸的觀點是錯誤的。