Question

11．在研究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中：
（1）木块在水平放置的毛巾、木板、棉布的表面上运动时必须保持匀速直线运动，根据二力平衡的道理，得到摩擦力大小．
（2）由下面的数据表1得到的结论是：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力就越大；由表2得到的结论是：压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大．
表1

木板表面	1	2	3	4
压力F（牛）	1	1.5	2	2.5
摩擦力f（牛）	0.2	0.28	0.4	0.5

表2

	毛巾	棉布	木板
压力F（牛）	2	2	2
摩擦力f（牛）	1.28	0.73	0.4

表三

次数	木块运动快慢	弹簧测力计示数/N
1	较快	1.8
2	慢	1.8
3	较慢	1.8

（3）李晨想探究摩擦力大小与物体运动速度是否有关实验中李晨采用控制变量法，他用弹簧测力计水平匀速拉动木块在桌面上进行了三次实验．实验数据如表3，从表中数据你得到的结论是：摩擦力大小与物体运动速度无关．
（4）请你根据表1中的实验数据，在所给坐标中画出摩擦力的大小f与接触面受到的压力大小N之间的关系图象．根据图象在误差允许的范围内，可以得出滑动摩擦力大小与作用在物体表面的压力大小的关系是：f=0.2N．

Answer 1

分析 （1）由二力平衡的条件分析摩擦力的大小与弹簧测力计的拉力相等．
（2）滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以在探究影响滑动摩擦力大小的因素时应使用控制变量法；
（3）要探究摩擦力大小与物体运动速度的关系，需保持压力大小和接触面的粗糙程度相同，运动速度不同，观察摩擦力的变化；
（4）首先根据表格中数据描点，并将各点用平滑的曲线连接起来．根据图象判断摩擦力f与所受压力之间的关系．

解答 解：（1）摩擦力和弹簧测力计的拉力是水平方向上一对方向相反的力，若木块匀速直线运动，匀速直线运动状态就是一种平衡状态，此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力，读出弹簧测力计的示数，就等于摩擦力．
（2）由表1实验数据可知：4次实验的接触面粗糙程度相同，压力越大，滑动摩擦力越大，所以可得出的结论：接触面粗糙程度一定（或相同）时，压力越大，滑动摩擦力越大．
由表2实验数据可知：3次实验的压力大小相等，但接触面粗糙程度不同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，所以可得出的结论：压力一定（或相同）时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
（3）从表格中数据可知，木块运动的快慢发生了变化，但弹簧测力计的示数不变，即摩擦力未变，所以可得在保持接触面所受的压力、物体间的接触面积大小、物体间接触面的粗糙程度不变的情况下，摩擦力大小与物体运动速度无关．
（4）根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来，如图：

由图象知，摩擦力和压力的图象近似是一条直线．摩擦力随压力的增大而增大，所以可以看出摩擦力与压力成正比，根据$\frac{f}{N}$=$\frac{0.2N}{1N}$=0.2，
故可以得出f=0.2N．
故答案为：（1）匀速直线；二力平衡；（2）越大；压力一定时；越大；（3）摩擦力大小与物体运动速度无关；见上图；f=0.2N．

点评 此题探究影响摩擦力大小的因素，考查了控制变量法在此实验中的应用，要考查一个量与多个量之间的关系，需要用控制变量法．