Question

11．小明用如圖所示的裝置，探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)．

序號	木塊放置情況	木板表面情況	壓力/N	彈簧測力計(jì)示數(shù)/N
1	平放	木板	6	1.2
2	平放	木板	8	1.6
3	平放	木板	10	2.0
4	平放	木板上鋪棉布	6	1.8
5	平放	木板上鋪毛巾	6	3.0

（1）實(shí)驗(yàn)時，小明將木塊放在水平木板上，用彈簧測力計(jì)水平拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為1.2N，根據(jù)二力平衡知識可知，木塊所受的滑動摩擦力為1.2N．
（2）實(shí)驗(yàn)時，小明記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示．
a．分析序號1、2、3三組數(shù)據(jù)可知：滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān)，滑動摩擦力大小與接觸面所受壓力F大小的關(guān)系是f=0.2F．
b．如要探究滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)選序號為1、4、5 三組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．
（3）小華將木塊沿豎直方向截去一半后，測得木塊所受的滑動摩擦力變?yōu)樵瓉硪话耄�她由此得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減�。�你認(rèn)為她的探究過程存在的問題沒有控制壓力不變．
（4）小明在實(shí)驗(yàn)時還發(fā)現(xiàn)：在木塊沒有被拉動時，彈簧測力計(jì)也有示數(shù)，且示數(shù)會變化．他請教老師，知道可用F-t圖象表示拉力隨時間的變化情況．若某次實(shí)驗(yàn)開始拉動木塊直到木塊勻速滑動的F-t圖象如圖所示，其中0～4s木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析圖象可知：要使木塊由靜止開始運(yùn)動，至少要用2.3 N的水平拉力拉木塊；如果實(shí)驗(yàn)時木塊所受的拉力是2N，則下列對木塊所處狀態(tài)的判斷，正確的是C．
A．靜止
B．勻速直線運(yùn)動
C．靜止或勻速直線運(yùn)動
D．條件不足，無法判斷．

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計(jì)拉動木塊時，彈簧測力計(jì)顯示拉力大小，要使滑動摩擦力等于拉力，根據(jù)二力平衡條件，木塊一定進(jìn)行勻速直線運(yùn)動；
（2）a、要探究滑動摩擦力大小與壓力的關(guān)系，需保持接觸面的粗糙程度相同，結(jié)合表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析即可；
b、要探究滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，需保持壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同．
（3）探究摩擦力與接觸面面積的關(guān)系時，應(yīng)控制接觸面粗糙程度與物體間的壓力相同而接觸面的面積不同．
（4）由圖2可知要使木塊由靜止開始運(yùn)動，至少要用多大的水平拉力拉木塊；如果實(shí)驗(yàn)時木塊所受的拉力是2N，有兩種可能：①還沒拉動，②拉動后勻速運(yùn)動．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)沿水平方向拉動木塊，并使木塊作勻速直線運(yùn)動，根據(jù)二力平衡知識，此時拉力大小與摩擦力相等，則f=F=1.2N；
（2）a、1、2、3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，可得滑動摩擦力大小與壓力大小有關(guān)；
由數(shù)據(jù)知，壓力增大幾倍，滑動摩擦力便增大為原來的幾倍，所以摩擦力與壓力成正比，
設(shè)f=kF
當(dāng)F=6N時，f=1.2N，代入數(shù)據(jù)得：
1.2N=k×6N
解得：k=0.2
所以關(guān)系式為：f=0.2F；
b、1、4、5三組實(shí)驗(yàn)，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，可以探究滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關(guān)系．
（3）小華將木塊沿豎直方向截去一半后，沒有控制物體間的壓力不變，因此他得出的結(jié)論是錯誤的．
（4）由圖2可知，要使木塊由靜止開始運(yùn)動，至少要2.3N的水平拉力；
如果實(shí)驗(yàn)時木塊所受的拉力是2N，可能靜止（還沒拉動）、可能勻速運(yùn)動．
故答案為：（1）勻速直線；二力平衡；1.2；（2）1、2、3；f=0.2F；1、4、5；（3）沒有控制壓力不變；（4）2.3；C．

點(diǎn)評 此題是探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，考查了根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，特別注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用．