Question

15．如下图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验．铜块和木块的大小和形状完全相同，实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动．

（1）比较（甲）、（乙）两图，可得到的结论是在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（2）图（乙）、（丙）中铜块和木块叠在一起的目的是使压力相同；
（3）比较（乙）、（丙）两图，可得到的结论是在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）图（甲）中弹簧测力计的读数是2.2N． 若物体不是做匀速运动，而是做加速直线运动，弹簧测力计读数大于摩擦力；若物体做减速直线运动，弹簧测力计读数小于摩擦力（填“大于”“等于”或“小于”）．
（5）实验时，小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，则测出的摩擦力小于实际摩擦力（填“大于”“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 （1）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关．接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（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的关系时，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，控制压力大小不变．
（3）在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）弹簧测力计读数：确定每一个大格和每一个小格各代表多少．
物体匀速直线运动时，拉力等于摩擦力；物体进行加速直线运动时，拉力大于摩擦力；物体进行减速直线运动时，拉力小于摩擦力．
（5）在竖直方向上对弹簧测力计调零，因弹簧自身重力的作用，会使指针所指的初始位置偏下方，再水平使用时，指针回缩，则测出的力的示数会变小．

解答 解：（1）甲、乙两图，接触面粗糙程度不变，增大压力，弹簧测力计示数增大，弹簧测量显示拉力大小，物体进行匀速直线运动，滑动摩擦力等于拉力，所以滑动摩擦力增大，可得在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（2）乙、丙实验中，铜块和木块叠在一起，可使压力大小不变，改变铜块、木块和长木板的接触面，探究滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系．
（3）乙、丙压力相同，接触面的粗糙程度不同，接触面越粗糙，测力计的示数越大，说明摩擦力越大，可得压力相同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，示数是2.2N．
弹簧测力计拉动物体时，弹簧测力计显示拉力大小，物体进行加速直线运动，拉力大于滑动摩擦力，所以弹簧测力计示数大于滑动摩擦力大小．
物体进行减速直线运动，拉力小于滑动摩擦力，所以弹簧测力计示数小于滑动摩擦力．
（5）因为弹簧自身重力的作用，所以当在竖直方向上对弹簧测力计调零后，再在水平方向上测拉力的大小，指针的位置会有一定的回缩，至使所测出的摩擦力小于实际摩擦力的大小．
故答案为：（1）在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）压力；（3）在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（4）2.2；大于；小于；（5）小于．

点评 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中我们应注意两种研究方法与一个物理原理的合理利用，两个方法是控制变量法和转换法（将摩擦力转换为弹簧测力计的拉力）；一个物理原理是二力平衡原理（在物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力平衡）；本题的易错点在于对问题（4）的解答，要细心分析弹簧测力计竖直调零再水平使用时对测量结果的影响，防止颠倒．