Question

【題目】在“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗中，小英做了如圖甲所示的三次實驗，用到了一個彈簧測力計、一個木塊、一個砝碼、兩個材料相同但表面粗糙程度不同的長木板， 實驗中第 1 次和第 2 次用相同的長木板，第 3 次用表面更加粗糙的長木板．

（1）同組的小芳發現小英在第一次實驗中出現圖乙的操作，操作中的錯誤是__________，糾正錯誤后，應拉動彈簧測力計使木塊做__________．

（2）比數 1、2 兩次實驗，是為了探究_____對滑動摩擦力大小的影響．

（3）比較_____（填實驗序號）兩次實驗，是為了探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系．

（4）剛開始小英做第 1 次實驗時控制不好力度，拉力隨時間變化的圖象如圖丙所示，木塊的速度隨時間變化的圖象如圖丁所示，則木塊在第 7s 時的摩擦力為_____N．

（5）小芳同學將實驗方法進行了改進，實驗裝置如圖戊所示：將彈簧測力計一端固定，另一端鉤住木塊，木塊下面是一長木板，實驗時拉著長木板沿水平地面向右運動，實驗中長木板______（選填“需要”或“不需要”）做勻速直線運動．此時木塊受到的摩擦力方向___ ，大小為_________N．

（6）小芳在作圖戊實驗時，拉動木板沒有及時停下來，當木塊有七分之一滑出木板表面的時候，摩擦力大小為_____N．

Answer 1

【答案】未沿水平方向拉動木塊 水平勻速直線運動 壓力大小 2、3 3 不需要 水平向右 2.8 2.8

【解析】

（1）如圖乙所示，彈簧測力計沒有水平拉動木塊，即使木塊進行勻速直線運動，木塊受到的拉力和滑動摩擦力也不是平衡力，因為它們不在同一直線上。所以要使滑動摩擦力等于彈簧測力計的示數，彈簧測力計要水平拉動木塊，使木塊在水平面上進行勻速直線運動；

（2）1、2兩次實驗的接觸面粗糙程度相同，第2次實驗中壓力大，滑動摩擦力也大，故可以得出：在接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，摩擦力越大；

（3）要探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系，需要控制壓力相同，改變接觸面的粗糙程度，圖2、3兩次實驗符合要求；

（4）由圖丁可知：2～6s物體做勻速運動，此時物體處于平衡狀態，受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，由圖丙可知此過程的拉力為3N，所以滑動摩擦力為3N；6～8s物體做減速運動，但由于壓力的接觸面的粗糙程度不變，摩擦力不變，仍為3N，故第7s時，摩擦力為3N；

（5）木塊處于靜止狀態，受到平衡力的作用，拉力和摩擦力大小相等，方向相反，因測力計對木塊的拉力方向水平向左，故木塊受到的摩擦力方向為水平向右；彈簧測力計分度值為0.2N，此時示數為2.8N，即拉力為2.8N，故滑動摩擦力為2.8N；改進后，木塊與彈簧測力計固定不動，拉動木板運動，該實驗設計的優點是：一方面，不需要木板做勻速直線運動，便于實驗操作，另一方面，由于測力計靜止便于讀數；

（6）小芳在作圖戊實驗時，拉動木板沒有及時停下來，當木塊有七分之一滑出木板表面的時候，由于壓力和接觸面的粗糙程度不變，摩擦力不變，仍為摩擦力大小為2.8N。