Question

4．小明在做“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)時(shí)．

（1）如圖甲所示，圖示操作中的錯(cuò)誤是拉力沒(méi)有沿水平方向．糾正該錯(cuò)誤后，小明用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊在水平木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力的大小，這是應(yīng)用了二力平衡知識(shí)．
（2）如圖乙所示，老師給聰明的小明提供了兩個(gè)同種材料制成的正方體A和B（各面粗糙程度均相同，且都帶有拉環(huán)），并巧妙地用定滑輪改變了拉力的方向進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你與小明一起參加探究：
①如圖，當(dāng)勻速拉動(dòng)B時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
②將A疊放在B上，再勻速拉動(dòng)B時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；發(fā)現(xiàn)F₂＞F₁，這說(shuō)明接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，摩擦力越大．
③只利用給定的實(shí)驗(yàn)器材，不能（選填“能”或“不能”）探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
④小明想要繼續(xù)探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面積的關(guān)系，他用如圖所示的裝置分別勻速拉動(dòng)正方體A和B來(lái)測(cè)量它們所受到的滑動(dòng)摩擦力．他發(fā)現(xiàn)“勻速拉動(dòng)體積大的物體A時(shí)，所用的拉力大”，于是他認(rèn)為“接觸面積大的物體所受的摩擦力大”．老師指出小明的做法欠妥，請(qǐng)你利用給定的實(shí)驗(yàn)器材，在步驟②的基礎(chǔ)上，幫助小明完成以下探究：
將B放在A上（填A(yù)和B的位置關(guān)系），再勻速拉動(dòng)A時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₃；測(cè)量結(jié)束后，你將如何分析數(shù)據(jù)，以判斷小明的觀點(diǎn)是正確的還是錯(cuò)誤的：比較F₃與F₂，若F₃=F₂，則小明的觀點(diǎn)錯(cuò)誤．
（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)：在木塊還沒(méi)有被拉動(dòng)的情況下，彈簧測(cè)力計(jì)仍然有示數(shù)，且示數(shù)逐漸增大，直到拉動(dòng)木塊為止．該現(xiàn)象表明：物體在靜止時(shí)也可能受到摩擦力的作用，且該力的大小與彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小相等．

Answer 1

分析 （1）在測(cè)量滑動(dòng)摩擦力時(shí)，需沿水平方向勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)，此時(shí)拉力與摩擦力平衡，是一對(duì)平衡力；
（2）②將A疊放在A上，改變了壓力，接觸面的粗糙程度沒(méi)變，從而可得影響摩擦力的影響因素；
③要探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系，需使接觸面的粗糙程度不同，壓力大小相同；
④要探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面積的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，根據(jù)（1）分析；
（3）物體靜止處于平衡狀態(tài)則受平衡力的作用．

解答 解：
（1）由圖甲知，拉力斜向上，摩擦力在水平方向，此時(shí)拉力與摩擦力不是一對(duì)平衡力，大小不相等；
實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿水平方向拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡知識(shí)可知，測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大小；
（2）②將A疊放在B上，接觸面的粗糙程度未變，壓力增大，摩擦力增大，說(shuō)明在接觸面粗糙程度一定時(shí)，滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小有關(guān)，且壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；
③由于給出的器材各面的粗糙程度相同，所以只利用給定的實(shí)驗(yàn)器材，不能探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)；
④小明的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，未控制壓力大小不變，所以得出了錯(cuò)誤的結(jié)論，為了很好地控制壓力大小，可再將B疊放在A上，沿水平方向勻速拉動(dòng)下方的A，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
比較F₃與F₂，若F₃=F₂，則小明的觀點(diǎn)錯(cuò)誤；
（3）木塊還沒(méi)有被拉動(dòng)的情況下，靜止處于平衡狀態(tài)受平衡力的作用，即拉力和摩擦力的作用，且兩力大小相等．
故答案為：（1）拉力沒(méi)有沿水平方向；二力平衡；
（2）②接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，摩擦力越大壓力大��；③不能；④將B疊放在A上，A 比較F₃與F₂，若F₃=F₂，則小明的觀點(diǎn)錯(cuò)誤；
（3）摩擦； 相等．

點(diǎn)評(píng) 探究滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素，為了使滑動(dòng)摩擦力等于拉力，一定要使木塊進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)；掌握滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素，利用控制變量法探究滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素．