Question

17．如圖為探究“摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗

①比較甲圖和乙圖所示實驗，說明摩擦力大小與作用在物體表面的壓力有關(guān)；
②比較甲圖和丙圖所示實驗，說明在壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大；
③在做以上實驗時，一定要讓測力計勻速直線拉動木塊，測力計測量的是拉力，根據(jù)二力平衡的條件，可知該力與摩擦力大小相等，這種實驗方法叫轉(zhuǎn)換法；而在①②的探究中，又用到了控制變量法；
④在進(jìn)行乙圖中實驗時，改變放在木塊上的砝碼，通過多次實驗得到摩擦力F_摩與作用在物體表面的壓力F_壓的關(guān)系圖線如丁圖所示，由圖可知：當(dāng)木塊與砝碼的總重力為4N時，木塊在長木板上滑動時受到的摩擦力為1 N，若此時彈簧測力計的讀數(shù)為2.5N，則木塊將做加速運動．實驗中，摩擦力與壓力的關(guān)系是：F_摩=0.25F_壓．

Answer 1

分析 ①要探究摩擦力大小與壓力的關(guān)系，需使接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同；
②比較乙圖和丙圖，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，分析可得摩擦大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系；
③所謂“轉(zhuǎn)換法”，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可見、易見的現(xiàn)象；
將陌生、復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)換成熟悉、簡單的問題；將難以測量或測準(zhǔn)的物理量轉(zhuǎn)換為能夠測量或測準(zhǔn)的物理量的方法；
所謂“控制變量法”，每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物的影響，分別加以研究，最后再綜合解決；
④根據(jù)圖象中壓力和摩擦力的數(shù)據(jù)，找出其關(guān)系；物體在平衡力的作用下保持勻速直線運動，如果受的不是平衡力，拉力大于摩擦力，物體將改變運動狀態(tài)．

解答 解：①要研究摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力的關(guān)系，必須控制接觸面的粗糙程度不變，改變壓力，所以應(yīng)選擇甲圖和乙圖．
②比較甲圖和丙圖所示的實驗，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，且接觸面越粗糙，摩擦力越大．
③實驗時為了測出滑動摩擦力大小，應(yīng)使彈簧測力計拉著木塊在水平面上做勻速直線運動，雖然彈簧測力計的示數(shù)是拉力，
但此時摩擦力和拉力是一對平衡力，根據(jù)二力平衡的條件，可知此時拉力大小與滑動摩擦力大小相等，
雖然彈簧測力計的示數(shù)是拉力，不是摩擦力，但是摩擦力等于這一數(shù)值，這種實驗方法叫轉(zhuǎn)換法；
研究摩擦力大小與壓力的關(guān)系時，應(yīng)控制接觸面粗糙程度不變；
研究摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系時，應(yīng)控制壓力大小不變；
故在①②的探究中，又用到了控制變量法．
④當(dāng)木塊與砝碼的總重力為4N時，即F_壓=4N，由丁圖知，其對應(yīng)的摩擦力F_摩=1N．
若彈簧測力計的拉力為2.5N時，木塊受的力不再是平衡力，拉力大于摩擦力，則木塊將做加速運動．
其它條件相同，由圖象可知，$\frac{{F}_{摩}}{{F}_{壓}}$=$\frac{2N}{8N}$=0.25，則F_摩=0.25F_壓．
故答案為：①乙；
②壓力；粗糙；
③勻速；拉；二力平衡；大小相等；轉(zhuǎn)換；控制變量；
④1；加速；0.25．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對摩擦力影響因素實驗的理解和掌握，注意轉(zhuǎn)換法和控制變量法的運用，同時考查了學(xué)生對圖象的分析處理能力，是中考熱點題型．