Question

一位同學(xué)在學(xué)習(xí)了滑動(dòng)摩擦力之后，認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小可能與兩物體接觸面積的大小有關(guān)，于是他通過實(shí)驗(yàn)探究這個(gè)問題．
（1）為完成實(shí)驗(yàn)，需要自己制做木塊，他制做的木塊應(yīng)是下列選項(xiàng)中的

B

．
A．各面粗糙程度相同的正方體     B．各面粗糙程度相同．長寬高各不相同的長方體
C．各面粗糙程度不同的正方體     D．各面粗糙程度不相同，長寬高各不相同的長方體
（2）本實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：
方案一：木板水平固定，通過彈簧測力計(jì)水平拉動(dòng)木塊，如圖（甲）所示．
方案二：木塊與彈簧測力計(jì)相連，彈簧測力計(jì)水平固定，通過細(xì)繩水平拉動(dòng)木板．如圖（乙）所示．

①上述兩種方案中，你認(rèn)為更合理的是

方案二

（填“方案一”或“方案二”）理由是：

甲中物體在彈簧測力計(jì)作用下很難控制它一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)、乙中彈簧測力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù)更準(zhǔn)確

；
②實(shí)驗(yàn)中我們根據(jù)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)就可以測出滑動(dòng)摩擦力大小，其運(yùn)用的原理是：

二力平衡

．
（3）在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，該同學(xué)又想起物體所受滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小成正比，即f=μN(yùn)（f表示摩擦力、N表示壓力、μ為動(dòng)摩擦因數(shù)即正比例系數(shù)）；為了用彈簧測力計(jì)測定兩木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，該同學(xué)使用了如圖（丙）所示的實(shí)驗(yàn)方案．若A和B的重力分別為100N和150N，當(dāng)甲中A被拉動(dòng)時(shí)，彈簧測力計(jì)a示數(shù)為60N，b示數(shù)為110N，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

0.4

，彈簧測力計(jì)a、b示數(shù)不相等的原因?yàn)?!--BA-->

地面對A有向左的摩擦力

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)控制變量法的要求，此實(shí)驗(yàn)要求保持壓力和接觸面的粗糙程度不變，據(jù)此可判斷各選項(xiàng)是否符合實(shí)驗(yàn)要求；
（2）實(shí)驗(yàn)中我們是根據(jù)拉力與摩擦力是一對平衡力的原理，才通過測力計(jì)讀出摩擦力大小的，因此，在操作時(shí)要保持物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這也是實(shí)驗(yàn)操作中較難保持的地方，方案二的改進(jìn)則很好地解決了這一問題；
（3）根據(jù)公式f=μN(yùn)可對動(dòng)摩擦因數(shù)進(jìn)行計(jì)算，但關(guān)鍵是要分析出摩擦力f的大小．

解答：解：（1）在探究摩擦力大小與接觸面積大小的關(guān)系，必須要保證壓力與接觸面的粗糙程度不變，只改變接觸面積的大小，因此，只有選項(xiàng)B符合題意；
（2）①比較兩種實(shí)驗(yàn)方案的操作過程可以看出，甲中物體在彈簧測力計(jì)作用下很難控制它一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而乙中拉動(dòng)的是木板，彈簧測力計(jì)與木塊相對靜止，此時(shí)讀數(shù)更準(zhǔn)確．
②通過彈簧測力計(jì)的示數(shù)得出摩擦力的大小，這是利用了二力平衡的原理；
（3）由題意可知，兩物體接觸面受到的壓力等于B的重力，即N=150N，彈簧測力計(jì)a的示數(shù)等于兩物體接觸面間摩擦力的大小，即f=60N．由公式f=μN(yùn)得，μ=

f

N

=

60N

150N

=0.4．由于A受到B的摩擦力與地面的摩擦力作用，彈簧測力計(jì)b的示數(shù)等于兩個(gè)摩擦力的合力，而彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于A與B間的摩擦力，因此a、b示數(shù)不相等．
故答案為：（1）B；（2）方案二；甲中物體在彈簧測力計(jì)作用下很難控制它一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)、乙中彈簧測力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù)更準(zhǔn)確；二力平衡．（3）0.4；地面對A有向左的摩擦力．

點(diǎn)評：通過此實(shí)驗(yàn)主要考查了對科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)過程的熟悉、對控制變量法的運(yùn)用以及對實(shí)驗(yàn)操作過程的合理改進(jìn)等．在對動(dòng)摩擦因數(shù)的計(jì)算中，要依據(jù)題目中所提供的信息，在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行活學(xué)活用，在這里關(guān)鍵是要分析出f與N的大�。�