Question

12．小明用彈簧測(cè)力計(jì)、正方體木塊、水平長(zhǎng)木板、砝碼等器材“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)
（1）如圖甲所示，用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊在水平長(zhǎng)木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知，這時(shí)滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
（2）小明用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉木塊進(jìn)行了圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)為表中1、2，由此得到的結(jié)論是壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	接觸面	壓力/N	滑動(dòng)摩擦力/N
1	木塊的正面與木板	2.0	0.4
2	木塊的正面與木板	2.5	0.5
3	木塊的側(cè)面與木板	2.0	0.6

（3）表中第1和3兩次實(shí)驗(yàn)中木塊受到的滑動(dòng)摩擦力不同的可能原因是D
A．兩次拉動(dòng)速度不同                  B．兩次木塊對(duì)木板的壓強(qiáng)不同
C．木塊正面和側(cè)面的接觸面積不同      D．木塊正面和側(cè)面的粗糙程度不同
（4）采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力時(shí)，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，很難讀數(shù)，其原因是很難保持木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)．為解決上述問題，小麗對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，用圖丙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，解決了上述問題，這是因?yàn)闊o(wú)論長(zhǎng)木板怎樣運(yùn)動(dòng)，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡的原理，必須使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)才行；
（2）（3）滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力、接觸面的粗糙程度有關(guān)，在實(shí)驗(yàn)中要用到控制變量法，研究摩擦力和接觸面的粗糙程度是否有關(guān)時(shí)，要控制壓力一定；研究摩擦力和壓力是否有關(guān)時(shí)，要控制接觸面的粗糙程度相同；
（4）此實(shí)驗(yàn)的思路是利用二力平衡的條件，通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)來(lái)得到摩擦力的大小，因此是否能保持正方體木塊勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)是實(shí)驗(yàn)是否合理的關(guān)鍵．

解答 解：（1）讓木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與摩擦力才是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡條件，拉力才等于摩擦力；
（2）比較甲和乙兩組數(shù)據(jù)可知，壓力一定時(shí)，甲的摩擦力f_甲=F_甲=0.4N，乙的摩擦力f_乙=F_乙=0.5N，說(shuō)明壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）表中第1和3兩次實(shí)驗(yàn)中，壓力相同，接觸面不同，滑動(dòng)摩擦力不同，造成這一結(jié)果的原因可能是木塊正面和側(cè)面的粗糙程度不同，即D符合題意；
（4）根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知，要讓木塊在水平板面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，只有這樣才可以測(cè)出摩擦力；由于在拖動(dòng)正方體木塊時(shí)，很難讓木塊保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，才導(dǎo)致了彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定；
用圖丙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)拉動(dòng)長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，正方體木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡的條件知：此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大�。疅o(wú)論長(zhǎng)木板是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)，正方體木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)（即平衡狀態(tài)），這樣拉力等于摩擦力，而且無(wú)論拉木板速度多少，摩擦力都一樣，不改變摩擦力大�。�所以容易讀數(shù)．
故答案為：（1）勻速直線；二力平衡；
（2）壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）D；
（4）很難保持木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；無(wú)論長(zhǎng)木板怎樣運(yùn)動(dòng)，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究影響滑動(dòng)摩擦力的因素，主要考查了對(duì)二力平衡條件的應(yīng)用及控制變量法．在此實(shí)驗(yàn)中要拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，要研究滑動(dòng)摩擦力與一個(gè)量的關(guān)系，需要控制另一個(gè)量不變．