Question

3．小明在探究“摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊，使它沿水平長(zhǎng)木板勻速滑動(dòng)，從而測(cè)出摩擦力；改變放在木塊上的砝碼，從而改變木塊與長(zhǎng)木板之間的壓力；把棉布、毛巾等鋪在長(zhǎng)木板上，從而改變接觸面的粗糙程度．

（1）觀察三個(gè)實(shí)驗(yàn)，比較甲圖和乙圖所示實(shí)驗(yàn)，說明摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力有關(guān)．
（2）觀察三個(gè)實(shí)驗(yàn)，比較甲圖和丙圖所示實(shí)驗(yàn)，說明在壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大．
（3）小明在進(jìn)行乙圖中實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變放在木塊上的砝碼，通過多次實(shí)驗(yàn)得到摩擦力F_摩與作用在物體表面的壓力F_壓的關(guān)系圖線如丁圖所示，由圖可知：F_摩=0.25F_壓．當(dāng)木塊與砝碼的總重力為6N時(shí)，木塊在長(zhǎng)木板上滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力為1.5N，若此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2.5N，則木塊將做加速運(yùn)動(dòng)．
（4）某物理興趣小組為了測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小，設(shè)計(jì)了如圖戊所示的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)中，小桶內(nèi)裝入適量的沙子，滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．（輕繩與滑輪的摩擦不計(jì)）
①為了測(cè)量滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力，需要測(cè)量的物理量是B．（選填“A”或“B”）
A．滑塊的質(zhì)量m₁    B．小桶和沙子的總質(zhì)量m₂
②滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力f₁=m₂g．（用物理量符號(hào)表示）
③小桶落地后，滑塊繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，受到的滑動(dòng)摩擦力f₂，則f₁等于f₂．（選填“大于”、“等于”或“小于”）
④實(shí)驗(yàn)中難以判斷滑塊是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)你對(duì)上述實(shí)驗(yàn)方法提出改進(jìn)意見：拉動(dòng)木板向左運(yùn)動(dòng)，使滑塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)出小桶和沙子的總質(zhì)量即可．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)中通過勻速拉動(dòng)物體使拉力與摩擦力相等，利用二力平衡條件可得出摩擦力的大�。�利用圖象中摩擦力與壓力的關(guān)系圖線，可計(jì)算二者的數(shù)量關(guān)系；
知道影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素是壓力大小和接觸面的粗糙程度，在探究時(shí)，要注意控制變量法的運(yùn)用．

解答 解：（1）觀察三個(gè)實(shí)驗(yàn)，比較甲圖和乙圖可知，接觸面相同，壓力不同，摩擦力不同，所以說明摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力有關(guān)．
（2）觀察三個(gè)實(shí)驗(yàn)，比較甲圖和丙圖實(shí)驗(yàn)可知，壓力相同，接觸面不同，摩擦力不同，所以說明在壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大．
（3）由圖丁可以看出摩擦力與壓力的圖線是一條斜向上的直線，說明二者成正比，同時(shí)通過數(shù)據(jù)可以看出，二者的比值為0.25．所以二者的關(guān)系式可表示為：F_摩=0.25F_壓．
當(dāng)木塊與砝碼的總重力為6N時(shí)，木塊在長(zhǎng)木板上滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力F_摩=0.25F_壓=0.25×6N=1.5N；
若此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2.5N，則拉力大于摩擦力，木塊將做加速運(yùn)動(dòng)．
（4）①圖戊的實(shí)驗(yàn)中，小桶內(nèi)裝入適量的沙子，滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．此時(shí)的拉力等于小桶和沙子的總生力．因此，為了測(cè)量滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力，需要測(cè)量的物理量是
小桶和沙子的總質(zhì)量m₂．
②滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力等于小桶和沙子的總重力，因此f₁=m₂g．
③小桶落地后，滑塊繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，壓力和接觸面的粗糙程度沒有改變，所以受到的滑動(dòng)摩擦力f₂等于f₁．
④實(shí)驗(yàn)中難以判斷滑塊是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可做出改進(jìn)：拉動(dòng)木板向左運(yùn)動(dòng)，使滑塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)出小桶和沙子的總質(zhì)量即可．
故答案為：（1）乙；
（2）壓力；粗糙；
（3）0.25；1.5；加速；
（4）B； m₂g；等于；拉動(dòng)木板向左運(yùn)動(dòng)，使滑塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)出小桶和沙子的總質(zhì)量即可．

點(diǎn)評(píng) 掌握二力平衡條件在測(cè)量摩擦力中的應(yīng)用，掌握滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素，能正確運(yùn)用控制變量法探究滑動(dòng)摩擦力大小跟各影響因素之間的關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵．