Question

11．在探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)有如下猜想：
A．滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小有關(guān)
B．滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)
為此小強(qiáng)進(jìn)行了如圖所示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表

序號	壓力/N	接觸面種類	彈簧測力計(jì)示數(shù)/N
1	6	木板	1.5
2	6	毛巾	2.8
3	12	毛巾	5.6
4	12	毛巾	？

（1）實(shí)驗(yàn)1、2、3中，用彈簧測力計(jì)水平拉動(dòng)木塊，使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡知識可知滑動(dòng)摩擦力大小等于拉力大�。�
（2）由實(shí)驗(yàn)1、2可驗(yàn)證猜想B（選填“A”或“B”）正確，并可得到的結(jié)論是：壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大．
（3）接著小強(qiáng)在毛巾表面上，進(jìn)行第4次實(shí)驗(yàn)，如圖4所示，使木塊水平勻速直線移動(dòng)了15cm，則繩子自由端水平移動(dòng)的距離為30cm，若此滑輪組的機(jī)械效率η=80%，則表中序號4彈簧測力計(jì)的示數(shù)是3.5N（不計(jì)滑輪組重力）．

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力與摩擦力是一對平衡力，二力大小相等；
（2）分析實(shí)驗(yàn)1、2的相同量和不同量，利用控制變量法得出結(jié)論；
（3）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s_繩=ns_物求出繩子自由端水平移動(dòng)的距離；物體受到的滑動(dòng)摩擦力只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)，由實(shí)驗(yàn)3可知實(shí)驗(yàn)4受到的摩擦力，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{F{s}_{繩}}$×100%求出表中序號4彈簧測力計(jì)的示數(shù)．

解答 解：（1）用彈簧測力計(jì)水平拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力與摩擦力是一對平衡力，根據(jù)二力平衡條件可得出二者大小相等；
（2）由實(shí)驗(yàn)1、2可知，壓力的大小相同，接觸面的材料不同即接觸面的粗糙程度不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同即受到的摩擦力不同，且接觸面越粗糙摩擦力越大，
可驗(yàn)證猜想B，可得結(jié)論：壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大；
（3）由圖可知，n=2，則繩子自由端水平移動(dòng)的距離：
s_繩=ns_物=2×15cm=30cm，
因物體受到的滑動(dòng)摩擦力只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)，
所以，由實(shí)驗(yàn)3可知實(shí)驗(yàn)4受到的摩擦力f=5.6N，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{F{s}_{繩}}$×100%可得，表中序號4彈簧測力計(jì)的示數(shù)：
F=$\frac{f{s}_{物}}{η{s}_{繩}}$=$\frac{5.6N×15cm}{80%×30cm}$=3.5N．
故答案為：
（1）二力平衡；
（2）B；壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大；
（3）30；3.5．

點(diǎn)評 本題考查了二力平衡條件的應(yīng)用以及利用控制變量法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論以及滑輪組機(jī)械效率公式的應(yīng)用，明確影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素和計(jì)算滑輪組機(jī)械效率時(shí)的有用功是關(guān)鍵．