Question

如圖，在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗中，需要測量滑塊在木板上滑動時受到的摩擦力．
（1）圖甲第一次的實驗裝置，木板固定在水平桌面，實驗時，
①調(diào)零后的彈簧測力計拉滑塊的拉力方向必須是________；
②拉動重為G的滑塊時，滑塊要作________運動，此時讀出測力計的示數(shù)為F；
③滑塊受到的摩擦力大小表達式為：f=________（用步驟中出現(xiàn)過的物理量符號，寫出表達式）．
（2）實驗時發(fā)現(xiàn)彈簧測力計在移動中示數(shù)不穩(wěn)定，很難讀數(shù)，實驗小組將裝置改為圖乙的器材．在拉動木板水平向左運動的過程中，滑塊相對水平桌面靜止．
①請畫出圖乙中滑塊所受摩擦力f 和彈簧測力計拉力F的示意圖；
②這樣進行實驗，有什么優(yōu)點？請你寫出其中的一點．________．

Answer 1

解：（1）①調(diào)零后的彈簧測力計拉水平放置的滑塊時，拉力方向必須是水平方向；
②實驗中用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿長木板做勻速直線運動，木塊處于平衡狀態(tài)，木塊受到的拉力與摩擦力是一對平衡力，由平衡條件可得：木塊受到摩擦力的大小就等于彈簧測力計的示數(shù)；
③滑塊受到的摩擦力大小表達式為：f=F；
（2）①圖乙中滑塊所受摩擦力f 和彈簧測力計拉力F的示意圖如下圖所示：

②采用乙圖設(shè)計因為無論長木板是否做勻速直線運動，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，而且無論拉木板速度多少，摩擦力都一樣，不改變摩擦力大小，所以容易讀數(shù)．
故答案為：
（1）①水平方向；②勻速直線；③F；
（2）①如上圖所示；
②測力計更穩(wěn)定，便于讀數(shù)．測力計更穩(wěn)定，便于讀數(shù)（或拉木板可以不用勻速、或可以演示摩擦力大小與運動方式（快慢、變速）無關(guān)、或可以驗證摩擦力與壓力成正比的定量關(guān)系等等，合理可得分）．
分析：（1）①彈簧測力計使用時，被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計軸線方向一致；
②用彈簧測力計拉著木塊做勻速直線運動，木塊處于平衡狀態(tài)，拉力與滑動摩擦力是一對平衡力；
③由二力平衡條件可知，勻速直線運動時，滑動摩擦力的大小與拉力相等；
（2）在拉動木塊時，很難讓木塊保持勻速直線運動狀態(tài)，會導(dǎo)致了彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定；當(dāng)滑塊固定，拉動長木板運動的過程中，木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡的條件知彈簧測力計的示數(shù)等于摩擦力的大小．
點評：本題考查了探究摩擦力的影響因素的實驗，主要考查了二力平衡的應(yīng)用，知道要準(zhǔn)確測量滑動摩擦力的大小，需拉動木塊做勻速直線運動；同時還考查了對實驗裝置的改進，對于滑動摩擦力實驗的改進，經(jīng)常出現(xiàn)，一定要掌握改進的優(yōu)點．