Question

17．小华在“探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验”中，实验过程如图所示．
（1）实验时，让长方体木块在水平方向做匀速直线运动，根据二力平衡原理可知，此时木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数．
（2）由甲、乙两图得到的结论：摩擦力的大小与压力大小有关（选填“有关“或“无关”），比较乙、丙 两图，可知，摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关，小华将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半．他由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小，你认为他的结论不正确（选填“正确“或“不正确”）；理由：没有控制压力不变，乙图中测力计的示数是3.5N时，小木块刚好做匀速直线运动，则木块上的砝码受到的摩擦力是0 N．当拉力增大到4.6N时，木块受到的摩擦力是3.5 N．
（3）小华顺利完成甲、乙两次实验后，在进行图丙所示的实验时，由于所用的弹簧测力计量程较小，发现测力计示数达到最大时仍没拉动木块，为了用现有的器材顺利完成实验，应采取的措施是：将丙中木块上的砝码取下，测出滑动摩擦力，和甲进行比较；小华若先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上运动，则测出的摩擦力小于 （填“大于”、“等于”或“小于”）实际摩擦力．
（4）下列现象中应用了从图甲、乙实验所得结论的是B（选填字母）
A．足球守门员戴着防滑手套
B．用力压住橡皮，擦去写错的字
C．移动很重的石块时，在地上铺设滚木．

Answer 1

分析 （1）做匀速直线运动的物体受到的力平衡力，此实验的思路是让木块保持匀速直线运动，利用二力平衡的条件，通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小；
（2）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，探究滑动摩擦力大小跟压力大小关系时，控制接触面粗糙程度不变；探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系时，控制压力大小不变；
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，探究滑动摩擦力大小跟接触面积大小的关系时，控制压力大小和接触面粗糙程度不变；
（3）滑动摩擦力受压力和接触面的粗糙程度的影响，在探究过程中应运用控制变量法；
弹簧测力计在竖直方向上调零时，弹簧由于自身的重力作用，要比水平使用时弹簧的长度大，导致调零指针不指在零刻度；
（4）分析甲、乙两图，得出摩擦力大小与压力的关系，然后分析找出符合题意的选项．

解答 解：
（1）用弹簧测力计水平拉动木块，使其作匀速直线运动时，则木块水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用，这两个力平衡力，根据二力平衡条件，滑动摩擦力大小等于拉力大小；
（2）甲、乙两图接触面的粗糙程度相同，但是压力不同，滑动摩擦力大小不同，因此结论是：摩擦力的大小与压力大小有关；
要得出摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关，应该控制压力大小相同，改变接触面的粗糙程度，因此符合条件的是乙、丙两图；
因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时，应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变，小华将木块沿竖直方向截去一半后，虽然接触面的粗糙程度没变，但木块对接触面的压力减小了一半，所以得出了错误的结论；
木块在水平木板上进行匀速直线运动，砝码和木块之间相对静止，没有相对运动的趋势，砝码不受摩擦力，即砝码受到的摩擦力为0；
木块在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用，滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，拉力是3.5N，所以滑动摩擦力也是3.5N；拉力增大时，压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力大小不变，还是3.5N；
（3）丙是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需使压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，由于摩擦力较大，测力计量程不够，可使丙的压力与甲相同进行探究，所以可以将丙试验中木块上的砝码取下，测出滑动摩擦力，再和甲实验进行比较；
实验时，小华先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后弹簧测力计要在水平方向上使用就要调零，因为在竖直方向上由于弹簧自身的重力弹簧比在水平方向上要伸长，也就是调零后的零刻度线在真实零刻度线的下方．弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动时，读取弹簧测力计的示数时，结果小于真实的摩擦力；
（4）甲、乙两个图，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，摩擦力不同，说明摩擦力大小与压力大小有关；
A．足球守门员戴着防滑手套，是通过改变接触面的粗糙程度来改变摩擦力的，A不符合题意；
B．用力压住橡皮，擦去写错的字，是通过改变压力的方法来改变摩擦力的，B符合题意；
C．移动很重的石块时，在地上铺设滚木，是通过变滑动为滚动的方法减小摩擦力的，C不符合题意．
故答案为：（1）匀速直线、二力平衡；（2）有关；乙；丙；不正确；没有控制压力不变；0；3.5；（3）将丙中木块上的砝码取下，测出滑动摩擦力，和甲进行比较；小于；（4）B．

点评 本题考查了“探究影响滑动摩擦力大小”实验的实验操作、实验现象分析等，实验中应用了控制变量法，正确理解并熟练应用控制变量法是正确解题的关键．