Question

11．三位同學設計了一些實驗，如圖是他們的實驗設計圖，請你回答問題．

（1）根據(jù)甲同學的實驗設計，對比實驗步驟a、b，得出的結論是接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大摩擦力越大．對比實驗步驟b，c，得出的結論是木塊的下表面更粗糙一些；
（2）乙同學測出了如下物理量：A．滑塊的質量m₁；B．砝碼的總質量m₂；C．托盤的質量m₃．則摩擦力表達式為f=（m₂+m₃）g．
（3）如果要測滑塊所受的摩擦力大小，這三個實驗方案中丙（選填甲、乙或丙）方案比較好，理由是甲乙同學的實驗方案中不容易保持勻速直線運動，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，不容易讀數(shù)，丙同學的實驗方案中彈簧測力計處于靜止狀態(tài)，方便讀數(shù)，讀數(shù)更準確．

Answer 1

分析 （1）①影響滑動摩擦力的因素有壓力的大小和接觸面的粗糙程度，圖a、b接觸面是相同的，壓力的大小不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，據(jù)此可得出結論；
②將銅塊和木塊疊在一起可保證壓力大小不變，改變疊放的次序可使不同的接觸面與水平面接觸，據(jù)此可得出結論．
（2）當滑塊做勻速直線運動運動時，根據(jù)二力平衡的知識，此時滑塊受到的摩擦力等于繩子的拉力，即托盤和砝碼的總重力；
（3）當彈簧測力計固定時，即使傳送帶不勻速運動，木塊也處于靜止狀態(tài)，受到的拉力等于摩擦力．

解答 解：（1）①比較a、b兩圖可知，接觸面相同、壓力大小不同，彈簧測力計示數(shù)不同，且壓力越大，彈簧測力計的示數(shù)越大，故結論為：接觸面粗糙程度相同時，壓力越大滑動摩擦力越大；
②圖b、c中銅塊和木塊疊在一起即可以使壓力保持不變，同時還可通過改變疊放次序控制接觸面的變化，讀圖可知，b圖中摩擦力為3N，c圖中摩擦力大于3N，故可判斷出木塊的下表面更粗糙；
（2）當滑塊做勻速直線運動運動時，滑塊受到的摩擦力和繩子（托盤和砝碼的總重力）的拉力相等，
則摩擦力f=（m₂+m₃）g；
（3）丙同學的實驗中，當彈簧測力計固定時，即使傳送帶不勻速運動，木塊也處于靜止狀態(tài)，受到的拉力等于摩擦力，彈簧測力計的指針穩(wěn)定，容易讀數(shù)；甲乙兩位同學的實驗方案中，要保持物塊進行勻速直線運動很困難，丙同學的實驗方案中，不必保持勻速直線拉動，實驗操作比較簡單，所以丙同學方案比較好．
故答案為：
（1）接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大摩擦力越大；木塊的下表面更粗糙一些；
（2）（m₂+m₃）g；
（3）丙；甲乙同學的實驗方案中不容易保持勻速直線運動，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，不容易讀數(shù)，丙同學的實驗方案中彈簧測力計處于靜止狀態(tài)，方便讀數(shù)，讀數(shù)更準確．

點評 在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中我們應注意兩種研究方法與一個物理原理的合理利用，兩個方法是控制變量法和轉換法（將摩擦力轉換為彈簧測力計的拉力）；一個物理原理是二力平衡原理（在物體做勻速直線運動時，拉力與摩擦力平衡）．