Question

【題目】小明用如圖甲所示的裝置，探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。實驗中用到的器材有：木塊(重力為6N )，木板，棉布，毛巾，彈簧測力計，細線，砝碼(重力為2N)若干等。

(1)實驗時，小明將木塊放在水平木板上，彈簧測力計沿____________方向拉動木塊，并使木塊做勻速直線運動。這樣做的目的是__________________；

(2)小明改變條件多次實驗，記錄的部分數(shù)據(jù)如下表所示：

序號	木塊放置情況	木塊上表面情況	壓力/N	彈簧測力計示數(shù)/N
1	平放	木板	6	1.2
2	平放	木板	8	1.6
3	平放	木板	10	2.0
4	平放	木板上鋪棉布	6	1.8
5	平放	木板上鋪毛巾	6	3.0

①分析序號_________三組數(shù)據(jù)可知：滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān)，這三次實驗中滑動摩擦力f大小與接觸面所受壓力F大小的關(guān)系式是_______；

②如要探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)選序號為___________三組數(shù)據(jù)進行分析；

(3)實驗拓展，改用如圖乙所示的裝置進行實驗，當勻速拉動木塊向右運動的時候，彈簧測力計讀數(shù)如圖，則此時木塊所受摩擦力為__________N(掛鉤與細線間摩擦不計)；改用如圖丙所示的裝置進行實驗，當向左拉動木板的過程中，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，原因可能是__________________。

Answer 1

【答案】水平 使拉力大小等于摩擦力大小 1、2、3 f＝0.2F 1、4、5 6.4 長木板上表面的粗糙程度不相同

【解析】

（1）彈簧測力計拉動木塊時，彈簧測力計顯示拉力大小，要使滑動摩擦力等于拉力，根據(jù)二力平衡的知識，拉力必須和滑動摩擦力方向相反，在水平方向上；（2）要探究滑動摩擦力與接觸面所受的壓力的關(guān)系，必須要控制其他變量相同，選擇合適的實驗，并根據(jù)實驗現(xiàn)象總結(jié)實驗結(jié)論，由結(jié)論根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出摩擦力與壓力大小的關(guān)系式；要探究滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)改變接觸面的粗糙程度，控制其它因素不變或相同。

(1)[1][2]本實驗探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，滑動摩擦力的大小無法直接測量，我們可以用彈簧測力計水平拉動木塊，使其做勻速直線運動，此時木塊處于平衡狀態(tài)，在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力的作用，根據(jù)二力平衡的知識可知，此時拉力大小等于滑動摩擦力大小，我們可以通過讀出彈簧測力計示數(shù)，得出滑動摩擦力的大小，使木塊在水平方向上做勻速直線運動的目的是使拉力大小等于摩擦力大小。

(2)[3]要研究摩擦力大小與接觸面所受的壓力的關(guān)系，必須控制其他變量相同：表格中的木塊放置情況、木板表面情況相同，壓力不同，通過比較彈簧測力計示數(shù)大小關(guān)系得出實驗結(jié)論，即第1、2、3組數(shù)據(jù)。

[4]通過實驗數(shù)據(jù)可知，其他因素相同時，可以發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)之比與壓力之比相等，即彈簧測力計示數(shù)（摩擦力大小）與壓力成正比，設(shè)f＝kF，由表中第一次數(shù)據(jù)可知

1.2N＝k×6N

可得

k＝0.2

所以

f＝0.2F

[5]要研究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，必須控制其他變量相同：表格中的木塊放置情況、壓力相同，木板表面情況不同，通過比較彈簧測力計示數(shù)大小關(guān)系得出實驗結(jié)論，應(yīng)選擇1、4、5。

(3)[6]勻速拉動木塊向右運動的時候，木塊是處于受力平衡狀態(tài)的，因為是動滑輪，所以彈簧測力計讀數(shù)就等于摩檫力的二分之一，即

f=3.2N

f=6.4N

[7]用圖丙所示的裝置進行實驗，當拉動長木板運動的過程中，正方體木塊保持靜止狀態(tài)，根據(jù)二力平衡的條件知：此時彈簧測力計的示數(shù)等于摩擦力的大小。無論長木板是否做勻速直線運動，正方體木塊都處于靜止狀態(tài)（即平衡狀態(tài)），這樣拉力都等于摩擦力，但彈簧拉力計示數(shù)不穩(wěn)定有可能是長木板上表面的粗糙程度不相同造成的。