Question

19．小明用如图甲、乙所示的装置，探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关．

（1）如图甲所示，他首先用弹簧测力计水平拉动木块在水平桌面上做匀速直线运动，这样做的目的是使拉力与摩擦力相等．
（2）比较甲图和乙图所示实验，说明滑动摩擦力的大小与压力的大小（或压力）有关．
（3）小明在进行乙图中实验时，当弹簧测力计为7N时，木块做匀速直线运动，若用8N的力拉着木块和砝码水平一起做加速运动，则木块所受的滑动摩擦力为7N，此时砝码受静（静/滑动）摩擦力作用，方向为水平向右（向右/向左）．
（4）小明某次拉动木块由静止变为匀速运动时，拉力F随时间t的变化关系如图丙所示．其中0～3s木块处于静止状态，3s时木块开始运动，木块运动后随即改变拉力，3s～5s时间内木块作变速直线运动；木块在5s后处于匀速直线运动状态．则当用4.1N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为4.1N，当用4.5N的水平拉力拉木块时，木块所受摩擦力大小为4N．
（5）实验后，小刚同学为了测试他穿的橡胶底和牛筋底的运动鞋时哪个鞋底表面更粗糙．
①小刚发现牛筋底的运动鞋较轻，于是便向鞋中添加了适量的砝码，目的是使鞋子对水平面的压力相等（或控制对水平面的压力相等）．
②小刚在拉动过程中发现，匀速直线拉动鞋实际很难控制，于是他将鞋放在水平放置的木板上，将弹簧测力计固定，改为拉动木板，如图丁所示，其目的不需要（不需要/需要）使木板作匀速直线运动．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡的条件分析；
（2）比较图中相同的量和不同的量，分析得出摩擦力与化量的关系；
（3）（　　）4根据二力平衡的条件，结合影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度都不变分析；
根据力与运动关系分析砝码的受力，物体之间没有相对运动时受到的摩擦力静摩擦力；
（5）①影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；
②根据鞋子处于静止状态受到平衡力分析．

解答 解：（1）只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小．
（2）比较甲图和乙图所示实验，接触面粗糙程度相同，乙中压力大，测力计示数大，即摩擦力大，故得出的结论是：滑动摩擦力的大小与压力的大小（或压力）有关．
（3）小明在进行乙图中实验时，当弹簧测力计为7N时，木块做匀速直线运动，若用8N的力拉着木块和砝码水平一起做加速运动，根据影响滑动摩擦力的两个因素没有改变，则木块所受的滑动摩擦力仍为 7N，此时因砝码向右做加速运动，则在水平方向上一定受到一个向右的力，这个力是木块施加的静摩擦力（砝码相对木块没有相对运动），方向为水平向右．
（4）当用4.1N的水平拉力拉静止的木块时，木块处于平衡状态，受到力为平衡力，故木块所受摩擦力大小为4.1N；
木块在5s后处于匀速直线运动状态，受到平衡力的作用，拉力大小与摩擦力大小相等，由图可知，此时摩擦力大小为4N，
当用4.5N的水平拉力拉木块时，因影响摩擦力的两个因素没有改变，故木块所受摩擦力大小为 4N．
（5）研究滑动摩擦力大小接触面粗糙程度的关系时，要控制压力大小相同，
①故小刚发现牛筋底的运动鞋较轻，于是便向鞋中添加了适量的砝码，目的是：使鞋子对水平面的压力相等（或控制对水平面的压力相等）．
②小刚在拉动过程中发现，匀速直线拉动鞋实际很难控制，于是他将鞋放在水平放置的木板上，无论木板怎样运动，鞋处于静止状态，受到的拉力与摩擦力大小相等，故将目不需要使木板作匀速直线运动．
故答案为：（1）相等（或平衡）；（2）压力的大小（或压力）；（3）7；  静；向右；
（4）4.1；  4；（5）①使鞋子对水平面的压力相等（或控制对水平面的压力相等）；不需要．

点评 本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理及控制变量法的运用、力与运动的关系及对实验方案的改进．