Question

16．如圖1所示，小明和小麗在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中，用彈簧測力計拉著木塊分別在粗糙程度不同的甲、乙水平木板上勻速直線運動，通過改變放在木塊上的砝碼改變 壓力，分別測出木塊在甲、乙木板上滑動時的摩擦力，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點畫出了滑動摩擦力 f_摩與對應(yīng)壓力F_壓關(guān)系的圖象（圖2）．

（1）分析圖象甲或乙可知，木塊對木板的壓力越大，木塊所受的滑動摩擦力也就越大．比較 圖象可知，甲（選填“甲”或“乙”）木板更粗糙．
（2）小明在實驗中發(fā)現(xiàn)，拉著木塊運動時很難控制“勻速”，于是他設(shè)計了如圖A所示的裝置，在 小桶內(nèi)裝入適量的沙子，滑塊恰好在水平木板上做勻速直線運動．為測量滑塊受到的滑動摩擦力的 大小，應(yīng)測量小桶和適量沙子的總重．把毛巾鋪在木板上，發(fā)現(xiàn)需要裝入更多的沙子，滑塊才能做勻速直線運動，說明壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；小桶落地后，滑塊繼續(xù)向前運動，受到的滑動摩擦力f₂與桶落地前受到的摩擦力f₁的關(guān)系是f₂ =f₁（選填“＞”、“=”或“＜”）小明想用鉤碼代替沙桶，請你對此作出評價：方便得出拉力的大小無法連續(xù)改變拉力的大小，也很難做到使滑塊做勻速直線運動．
（3）小麗設(shè)計了另一種方案，裝置如圖B所示．將彈簧測力計固定，改為拉動平板小車，當(dāng)他水平向左拉動平板小車時，木塊所受到的摩擦力的方向為水平向左．這樣改進后的 裝置的優(yōu)點是不需要小車做勻速直線運動，便于實驗操作；另一方面，由于測力計靜止便于讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）影響滑動摩擦力大小的因素有：壓力，接觸面的粗糙程度；分析滑動摩擦力f_摩與對應(yīng)壓力f_壓關(guān)系的圖象，運用控制變量法得出摩擦力與壓力大小和接觸面粗糙程度的關(guān)系；
（2）根據(jù)二力平衡的條件，分析滑塊在水平方向受到的平衡力，由繩子拉滑塊的力大于等于小桶內(nèi)和適量的沙子的總重分析回答；
把毛巾鋪在木板上，分析變化的量和不變的量，裝入更多的沙子即說明摩擦力增大了，據(jù)此分析得出的結(jié)論；
小桶落地后，滑塊繼續(xù)向前運動，根據(jù)影響滑動摩擦力的大小的兩個因素確定受到的滑動摩擦力f₂與桶落地前受到的摩擦力f₁的關(guān)系；
根據(jù)鉤碼的重是按整數(shù)倍變化進行分析評價．
（3）摩擦力的方向始終與相對運動的方向相反；在實驗中，木塊與彈簧測力計靜止不動，不需要控制木板做勻速直線運動，便于實驗操作，便于彈簧測力計讀數(shù)．

解答 解：
（1）由滑動摩擦力f_摩與對應(yīng)壓力f_壓關(guān)系的圖象可知，此圖象為正比例圖象，摩擦力隨壓力的增大而增大，所以木塊對木板的壓力越大，木塊所受的滑動摩擦力也就越大；
比較甲、乙圖象可知，在壓力相同時，甲的摩擦力大于乙的摩擦力，所以甲木板更粗糙；
（2）滑塊恰好在水平木板上做勻速直線運動，在水平方向上滑塊受到平衡力的作用，即繩子對滑塊的拉力與滑塊受到的摩擦力大小相等，而繩子拉滑塊的力等于小桶和適量沙子的總重，故為測量滑塊受到的滑動摩擦力的大小，應(yīng)測量小桶和適量沙子的總重；
把毛巾鋪在木板上，增大了接觸面的粗糙程度，而壓力大小不變，發(fā)現(xiàn)需要裝入更多的沙子，滑塊才能做勻速直線運動，這說明摩擦力增大了，故得出的結(jié)論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
小桶落地后，滑塊繼續(xù)向前運動，因影響滑動摩擦力的大小的兩個因素（壓力大小和接觸面的粗糙程度）不變，故摩擦力大小也不變，即受到的滑動摩擦力f₂與桶落地前受到的摩擦力f₁的關(guān)系是f₂=f₁；
小明想用鉤碼代替沙桶，該方案方便得出拉力的大小，但由于鉤碼的重是按整數(shù)倍變化的，無法連續(xù)改變拉力的大小，也很難做到使滑塊做勻速直線運動；
（3）在如圖所示的裝置中，水平向左拉動平板小車時，木塊相對于小車向右運動，所以木塊受到的摩擦力的方向為水平向左；
由圖2所示可知，木塊與彈簧測力計固定不動，拉動平板小車運動，該實驗設(shè)計的優(yōu)點是：一方面，不需要木板做勻速直線運動，便于實驗操作；另一方面，由于測力計靜止便于讀數(shù)．
故答案為：（1）壓力；甲；
（2）小桶和適量沙子的總重；壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；=；方便得出拉力的大小，無法連續(xù)改變拉力的大小，也很難做到使滑塊做勻速直線運動；
（3）水平向左；不需要小車做勻速直線運動，便于實驗操作；由于測力計靜止便于讀數(shù)．

點評 本題探究影響滑動摩擦力大小的因素，考查從圖象中獲取信息的能力、二力平衡的知識、影響滑動摩擦力大小因素、摩擦力方向的判斷及控制變量法的運用和對實驗的評估能力，綜合性較強．