Question

12．為了探究滑動摩擦力跟哪些因素有關，小明設計了如圖甲實驗裝置，進行了如下操作：

（1）將表面平整的長木板放在水平桌面上，再把木塊（質(zhì)量為200克）放在木板上，小明沿水平方向緩慢地拉動彈簧測力計，使木塊做勻速直線運動，這樣做的目的是為了使拉力等于摩擦力，讀出彈簧測力計的示數(shù)為0.5N；
（2）分別將此木塊和所加鉤碼的總質(zhì)量增至400克、600克進行實驗．彈簧測力計的示數(shù)分別為1.0N和1.5N，初步得出的結(jié)論為接觸面的粗糙程度相同，壓力越大滑動摩擦力越大．
（3）另一組同學小華對實驗進行了改進，裝置如圖乙：將木塊用測力計水平拉住，測力計另一端固定在桌上一側(cè)，細線一端和砂桶連接，另一端跨過定滑輪和長木板相連．實驗時在砂桶中加砂，當桶和砂的總重為5N時，彈簧測力計示數(shù)如圖丙所示，長木板運動勻速運動，此時木塊和長木板之間的滑動摩擦力大小為2.4N，長木板受到桌面對它的摩擦力為2.6N．若在砂桶中繼續(xù)加砂3N，長木板將做加速（選填“勻速”、“加速”或“減速”）運動，彈簧測力計示數(shù)不變（選填“變大”、“變小”、“不變”）．【不計繩重和繩與輪之間的摩擦】
（4）小剛同學認為把長木板改成海綿，還可以探究壓力的作用效果與壓力大小和受力面積之間的關系．小剛是通過海綿的凹陷程度來判斷出壓力作用效果是否明顯．小剛在探究壓力作用效果與受力面積的關系時，把質(zhì)量和底面積小的小木塊換成了質(zhì)量和底面積大的大木塊來進行對比試驗，你覺得小剛的做法正確嗎？為什么？不正確，沒有保持壓力相等．

Answer 1

分析 （1）測力計水平拉動物體時，測力計顯示拉力大小，物體在水平方向上受到拉力和滑動摩擦力的作用，當物體進行勻速直線運動時，滑動摩擦力和拉力是一對平衡力，滑動摩擦力大小等于拉力大�。�
（2）（3）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關，壓力大小不變，接觸面粗糙程度不變時，滑動摩擦力大小不變．無論木板進行勻速、加速、減速時，木塊受到木板的滑動摩擦力大小是不變的，木塊相對桌子來講是靜止的，木塊水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以測力計示數(shù)不變；
（4）要探究壓力的作用效果與壓力大小之間的關系，需要保持受力面積不變；要探究壓力作用效果與受力面積之間的關系時，需要保持壓力一定．

解答 解：（1）測力計水平拉動物體時，測力計顯示拉力大小，當物體進行勻速直線運動時，物體在水平方向的滑動摩擦力和拉力是一對平衡力，滑動摩擦力大小等于拉力大小．所以讀出測力計的示數(shù)就是滑動摩擦力的大�。�
（2）在接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大滑動摩擦力越大；
（3）由圖可知測力計的分度值為0.2N，此時示數(shù)為2.4N，由于木塊靜止，根據(jù)二力平衡可知長木板受到桌面對它的摩擦力為f=5N-2.4N=2.6N；
若在砂桶中繼續(xù)加砂3N，由于拉力大于摩擦力故而木塊受力不平衡，此時長木板將做加速運動；無論木板進行勻速、加速、減速運動時，木塊與桌子之間的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，故滑動摩擦力不變，所以測力計示數(shù)不變，總是等于滑動摩擦力大��；
（4）把長木板改成海綿，還可以探究壓力的作用效果與壓力大小和受力面積之間的關系，通過海綿的凹陷程度反映壓力作用效果；小剛實驗中沒有控制不變量，存在兩個變量，故而他的做法是錯誤的．
故答案為：（1）勻速直線；（2）接觸面的粗糙程度相同，壓力越大滑動摩擦力越大；（3）2.4；2.6；加速；不變；（4）海綿的凹陷程度；不正確；沒有保持壓力相等．

點評 滑動摩擦力大小只跟壓力大小、接觸面粗糙程度有關，跟物體的運動速度無關，這個問題，學生總是不容易理解的．