Question

13．小明在學(xué)習(xí)了滑動摩擦力之后，認(rèn)為滑動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)探究這個問題．
（1）為了完成本實(shí)驗(yàn)，需要自己制做木塊，他制做的木塊應(yīng)是下列選項中的B．
A．各面粗糙程度相同的正方體
B．各面粗糙程度不同的正方體
C．各面粗糙程度相同．長寬高各不相同的長方體
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，小明設(shè)計了兩種實(shí)驗(yàn)方安案：
方案一：木板水平固定，通過彈簧測力計水平拉動木塊，如圖（a）甲所示．
方案二：木塊與彈簧測力計相連并水平固定在墻上，通過細(xì)繩水平拉動木板．如圖（a）乙所示．上述兩種方案中，為更準(zhǔn)確方便地測量出摩擦力，你認(rèn)為更合理的是方案二（填“方案一”或“方案二”）．
（3）在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，老師告訴小明物體所受滑動摩擦力大小與壓力大小成正比，即f=uN（f表示摩擦力、N表示壓力、u為動摩擦因數(shù)即正比例系數(shù)）；為了用彈簧測力計測定兩木塊A和B間的動摩擦因數(shù)μ，該同學(xué)使用了如圖（b）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被拉動時，彈簧測力計a示數(shù)為60N，b示數(shù)為110N，則A、B間的動摩擦因數(shù)為0.4．

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，才通過測力計讀出摩擦力大小的，因此，在操作時要保持物體做勻速直線運(yùn)動，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)可對動摩擦因數(shù)進(jìn)行計算，但關(guān)鍵是要分析出摩擦力f的大�。�

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B符合題意；
（2）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作用下很難控制它一直做勻速直線運(yùn)動，而乙中拉動的是木板，彈簧測力計與木塊相對靜止，此時讀數(shù)更準(zhǔn)確．
（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=$\frac{f}{N}$=$\frac{60N}{150N}$=0.4．
故答案為：（1）B；（2）方案二；（3）0.4．

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．在對動摩擦因數(shù)的計算中，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�。�