Question

实验桌上有如图所示的实验器材：弹簧测力计、有挂钩的长方体木块一块，一端安装了定滑轮的长木板一块，六个质量相同的钩码，细线若干．请选用以上实验器材，设计一个实验证明“当运动物体与接触面间的粗糙程度保持不变时，物体受到的滑动摩擦力f_摩擦力与物体对接触面压力N的关系为：f_摩擦力=kN（k为常数）”．请写出实验步骤，画出实验数据记录表．

Answer 1

解：实验步骤：（1）调节弹簧测力计使指针指零刻线位置．  
（2）用弹簧测力计测量木块的重力G₁，记录在表格中．将长木板放在水平面上，用细线连接木块后通过定滑轮与弹簧测力计相连．用弹簧测力计竖直向上匀速拉动木块，在表格中记录弹簧测力计的示数F₁．  
（3）在木块上加一个砝码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉木块，在表格中记录弹簧测力计的示数F₂、木块与砝码总重G₂

（4）仿照步骤（3）在木块上增加砝码，再做4次，分别测量F_3…F₆和木块与砝码总重G₃…G₆，将以上数据都记录在表格中．
（5）根据木块做匀速直线运动时f_摩擦力=F、N=G，得到木块所受的摩擦力f_摩擦力1---f_摩擦力6，木块对接触面压力N₁---N₆，并将数据记录在表格中；
（6）整理实验器材．
实验数据记录表：

G/N	?	?	?	?	?	?
N/N	?	?	?	?	?	?
F/N	?	?	?	?	?	?
f摩擦力/N	?	?	?	?	?	?

分析：（1）滑动摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关；在研究滑动摩擦力与物体对接触面压力的关系时，应控制接触面的粗糙程度不变，改变压力的大小；
（2）弹簧测力计显示的是拉力的大小，要想使摩擦力等于拉力，木块一定匀速直线运动．
点评：本题考查了探究影响摩擦力大小因素的实验设计，关键是控制变量法和二力平衡条件在设计实验中的应用．