Question

11．在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小强有如下猜想：
A．滑动摩擦力大小与压力大小有关
B．滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关
为此小强进行了如图所示实验，实验数据如表

序号	压力/N	接触面种类	弹簧测力计示数/N
1	6	木板	1.5
2	6	毛巾	2.8
3	12	毛巾	5.6
4	12	毛巾	？

（1）实验1、2、3中，用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，根据二力平衡知识可知滑动摩擦力大小等于拉力大小．
（2）由实验1、2可验证猜想B（选填“A”或“B”）正确，并可得到的结论是：压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大．
（3）接着小强在毛巾表面上，进行第4次实验，如图4所示，使木块水平匀速直线移动了15cm，则绳子自由端水平移动的距离为30cm，若此滑轮组的机械效率η=80%，则表中序号4弹簧测力计的示数是3.5N（不计滑轮组重力）．

Answer 1

分析 （1）弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，二力大小相等；
（2）分析实验1、2的相同量和不同量，利用控制变量法得出结论；
（3）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s_绳=ns_物求出绳子自由端水平移动的距离；物体受到的滑动摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体运动的速度无关，由实验3可知实验4受到的摩擦力，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{F{s}_{绳}}$×100%求出表中序号4弹簧测力计的示数．

解答 解：（1）用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件可得出二者大小相等；
（2）由实验1、2可知，压力的大小相同，接触面的材料不同即接触面的粗糙程度不同，弹簧测力计的示数不同即受到的摩擦力不同，且接触面越粗糙摩擦力越大，
可验证猜想B，可得结论：压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大；
（3）由图可知，n=2，则绳子自由端水平移动的距离：
s_绳=ns_物=2×15cm=30cm，
因物体受到的滑动摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体运动的速度无关，
所以，由实验3可知实验4受到的摩擦力f=5.6N，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{f{s}_{物}}{F{s}_{绳}}$×100%可得，表中序号4弹簧测力计的示数：
F=$\frac{f{s}_{物}}{η{s}_{绳}}$=$\frac{5.6N×15cm}{80%×30cm}$=3.5N．
故答案为：
（1）二力平衡；
（2）B；压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大；
（3）30；3.5．

点评 本题考查了二力平衡条件的应用以及利用控制变量法分析实验数据得出结论以及滑轮组机械效率公式的应用，明确影响滑动摩擦力大小的因素和计算滑轮组机械效率时的有用功是关键．