Question

13．木塊與小車向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，遇到一障礙物時(shí)，小車停下，木塊從車上的a點(diǎn)滑至b點(diǎn)（如22圖甲），是因?yàn)槟緣K具有慣性；木塊能停在b點(diǎn)，說明木塊在滑動(dòng)過程中受到向左（填“左”或“右”）的摩擦力作用．為測(cè)量木塊所受摩擦力，可以采用圖中乙、丙所示裝置實(shí)驗(yàn)：

（1）圖乙所示裝置，木塊放在水平面上，右端用手拉彈簧測(cè)力計(jì)使木塊沿水平面向右勻速運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)木塊受到水平面的摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)即為摩擦力的大小．
（2）用圖丙所示裝置實(shí)驗(yàn)：彈簧測(cè)力計(jì)右端固定，左端與木塊相連，木塊放在上表面水平的小車上，彈簧測(cè)力計(jì)保持水平，現(xiàn)拉動(dòng)小車沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)木塊對(duì)小車的摩擦力＜（選填“＞”、“=”或“＜”）手對(duì)小車的拉力；當(dāng)拉動(dòng)小車向左作加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，手對(duì)小車的拉力將增大，小車對(duì)木塊的摩擦力將不變（選填“增大”、“減小”或“不變”）； 圖丙中木塊受到的摩擦力的大小是2.6N．
（3）在圖乙、丙所示裝置實(shí)驗(yàn)中，圖丙（選填“乙”或“丙”）所示裝置測(cè)量摩擦力更準(zhǔn)確、方便．

Answer 1

分析 木塊由于慣性要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)；摩擦力阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，先判斷物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，再判斷摩擦力的方向．
（1）對(duì)摩擦力的測(cè)量是采用“轉(zhuǎn)換法”進(jìn)行的，只有當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力才與摩擦力成為一對(duì)平衡力，它們大小相等；二力平衡條件：大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，作用在同一個(gè)物體上；
（2）由于小車向左運(yùn)動(dòng)，木塊相對(duì)于小車向右運(yùn)動(dòng)，受到水平向左的滑動(dòng)摩擦力和彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊水平向右的拉力，兩者是一對(duì)平衡力；
影響摩擦力大小的因素：壓力和接觸面的粗糙程度，根據(jù)其判斷小車所受的摩擦力大��；
圖丙的中木塊始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受拉力與摩擦力平衡，根據(jù)測(cè)力計(jì)的示數(shù)可得知摩擦力的大小；
（3）乙方案是讓物體處于靜止?fàn)顟B(tài)來保證摩擦力等于拉力，更準(zhǔn)確方便．

解答 解：小車停下來，而木塊由于慣性要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)前進(jìn)，由a點(diǎn)滑到b點(diǎn)；木塊相對(duì)于小車向右運(yùn)動(dòng)，木塊受到的滑動(dòng)摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，向左．
（1）實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊，彈簧測(cè)力計(jì)顯示的是拉力，水平方向上木塊受到拉力和摩擦力，木塊在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡條件可知，此時(shí)摩擦力等于拉力；
（2）①由于小車向左運(yùn)動(dòng)，木塊相對(duì)于小車向右運(yùn)動(dòng)，故木塊受到水平向左的滑動(dòng)摩擦力和測(cè)力計(jì)對(duì)木塊水平向右的拉力，兩者是一對(duì)平衡力；
力的作用是相互的，木塊對(duì)小車的摩擦力方向向右，小車還受到地面向右的摩擦力，如圖所示

小車沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)，所以有F′=f₁′+f₂．
比較可知，穩(wěn)定時(shí)木塊對(duì)小車的摩擦力小于手對(duì)小車的拉力．
當(dāng)拉動(dòng)小車向左作加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力應(yīng)增大，由于壓力和接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力的大小不變；
②當(dāng)拉動(dòng)小車向左做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車對(duì)木塊的壓力和接觸面的粗糙程度不變，受到的摩擦力不變；
③由圖丙知，測(cè)力計(jì)的分度值0.2N，示數(shù)為2.6N，由于此時(shí)木塊受到的摩擦力與拉力平衡，則摩擦力等于2.6N；
（3）因?yàn)樵谝曳桨钢�，要保持木塊的勻速運(yùn)動(dòng)中讀數(shù)，不容易讀得準(zhǔn)確．丙方案中，彈簧測(cè)力計(jì)是靜止的，讀數(shù)容易讀得準(zhǔn)確，故選圖丙．
故答案為：慣性；左；（1）拉力；（2）＜；增大；不變；2.6；（3）丙．

點(diǎn)評(píng) 探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)必須遵循科學(xué)性原則，簡(jiǎn)便性原則，可操作性原則以及準(zhǔn)確性原則．此題考查學(xué)生在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中，就可操作性以及準(zhǔn)確性方面做出正確判斷的能力．