Question

5．毛毛在探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的活動中，使用的實驗裝置如圖所示．

（1）實驗過程中，為使滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計示數(shù)，彈簧測力計必須（選填“必須”或“不必”）沿水平方向拉著物塊做勻速直線運動．
（2）在整個探究過程中共進行了9次實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

接觸面 種類	試驗 次數(shù)	對接觸面的壓力（N）	運動速度（cm/s）	接觸面的大小（cm2）	測力計的示數(shù)（N）
木板	1	5	2	50	1.2
	2	10	2	50	2.3
	3	15	2	50	3.5
棉布	4	5	2	50	1.8
毛巾	5	5	2	50	2.7
	6	5	3	50	2.7
	7	5	4	50	2.7
	8	5	4	30	2.7
	9	5	4	15	2.7

①分析1、2、3次實驗數(shù)據(jù)可知，滑動摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)．
②分析1、4、5三次實驗數(shù)據(jù)可知，滑動摩擦力的大小還與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
③分別比較5、6、7三次實驗數(shù)據(jù)和7、8、9三次實驗數(shù)據(jù)還可以得出滑動摩擦力的大小與物體運動速度和接觸面的大小均無關(guān)．（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）
（3）完成以上實驗后，毛毛發(fā)現(xiàn)實驗室里有木塊和鐵塊，他想比較一下木塊和鐵塊表面的粗糙程度，于是進行了如右圖甲、乙所示的實驗操作：
①操作中鐵塊和木塊疊放在一起的目的是控制物體間的壓力相等．
②甲圖中物體勻速運動的速度大小為v₁，乙圖中物體勻速運動的速度大小為v₂．實驗過程中，對于v₁和v₂的大小關(guān)系，下列說法正確的是D（選填字母）．
A．v₁一定大于v₂B．v₁一定小于v₂
C．v₁一定等于vD．v₁可以小于、等于或大于v₂
③比較兩次彈簧測力計示數(shù)可知，木塊表面的粗糙程度大一些．依據(jù)是壓力相等，滑動摩擦力大．

Answer 1

分析 （1）實驗中用彈簧測力計水平勻速拉著物塊做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡，摩擦力和拉力平衡；
（2）利用控制變量法，分析各組數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（3）①為了探究摩擦力與接觸面粗糙程度關(guān)系，需要保持壓力相等；②滑動摩擦力大小與物體的運動速度無關(guān)；③分析表格中的數(shù)據(jù)利用控制變量法得出結(jié)論．

解答 解：（1）實驗過程中，利用彈簧測力計拉著物塊做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡可知：此時摩擦力和拉力是一對平衡力，故滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計示數(shù)；
（2）①分析1、2、3次實驗數(shù)據(jù)可知，在接觸面積的大小、運動速度、接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，彈簧測力計示數(shù)越大，則摩擦力越大，故可得結(jié)論：滑動摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)．
②分析1、4、5三次實驗數(shù)據(jù)可知，壓力、接觸面積、運動速度相等，接觸面越粗糙，彈簧測力計示數(shù)越大，則摩擦力越大，故可得出結(jié)論：滑動摩擦力的大小還與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
③分別比較5、6、7三次實驗數(shù)據(jù)和7、8、9三次實驗數(shù)據(jù)可知，壓力大小、接觸面的粗糙程度以及運動速度相等時，接觸面積改變，但彈簧測力計示數(shù)不變，可以得出滑動摩擦力的大小與物體運動速度和接觸面的大小均無關(guān)．
（3）①為了比較木塊和鐵塊表面的粗糙程度，應(yīng)該保持壓力相等，故可以將鐵塊和木塊疊放在一起；
②通過實驗可知滑動摩擦力大小與物體的運動速度無關(guān)，只是要求在每一次實驗中必須保持物體勻速直線運動；
③比較兩次彈簧測力計示數(shù)可知，在壓力相等的情況下，甲實驗的彈簧測力計示數(shù)小于乙實驗的彈簧測力計示數(shù)，即甲中摩擦力小于乙中的摩擦力，故可以得出結(jié)論：木塊表面的粗糙程度大一些．
故答案為：（1）必須；（2）①壓力大�。�
②1、4、5．
③無關(guān)；
（3）①控制物體間的壓力相等．
②D；
③木塊；壓力相等，滑動摩擦力大．

點評 此題主要考查學(xué)生對于影響滑動摩擦力大小的因素實驗的理解和掌握，注意利用控制變量的分析數(shù)據(jù)．