Question

小明用如图甲、乙、丙的步骤探究摩擦力的大小与哪些因素有关．

（1）实验中，他应将弹簧测力计沿______方向拉动木块，使木块在水平面上做______运动，并记下弹簧测力计的示数．
（2）比较步骤______与______可得：摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关，且压力越大，摩擦力越大．
比较步骤甲与丙可得：摩擦力的大小跟接触面的______有关，且接触面越______，摩擦力越大．
（3）小明在实验中还发现：在木块还没有被拉动的情况下，弹簧测力计仍然有示数，且示数逐渐增大，直到拉动木块为止．该现象表明：物体在静止时也可能受到______ 力的作用，且该力的大小与______ 力的大小有关．
（4）小林认为小明的实验装置中测力计读数误差太大，另外设计出如上图装置，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板的滑块通过轻绳绕过定滑轮，绳的另一端悬挂托盘．实验时在托盘中放入适量的砝码，使滑块做匀速直线运动．回答下列问题：
（a）为了测量滑块的滑动摩擦力，需要测量的物理量是______．
A、木板的质量m₁    B、滑块的质量m₂
C、砝码的质量m₃    D、托盘和砝码的总质量m₄
（b）滑块的滑动摩擦力表达式为f=______．（用已知或测量的物理量的符号表示）
（c）该试验能测出摩擦力的依据是：______．
（d）该实验也存在一些不足之处，请你写出其中一点：______．
（e）装置中滑轮的作用是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）木块在水平拉力作用下进行匀速直线运动，木块受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力，这两个力是平衡力，大小相等，测得拉力大小，间接得出滑动摩擦力大小．
（2）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；在接触面粗糙一定时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（3）静止的物体受到平衡力的作用．根据二力平衡条件判断摩擦力的存在．
（4）①滑块向右进行匀速直线运动时，水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力，知道托盘和砝码的总质量，求出总重力，即为滑块受到水平向右的拉力，根据二力平衡条件求出滑动摩擦力的大小．
②实验过程中，不容易控制滑块进行匀速直线运动．
③实验中定滑轮的作用是改变力的方向．
解答：解：（1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力大小等于拉力大小，弹簧测力计要水平方向拉动木块，使木块进行匀速直线运动．
（2）如图，甲乙实验，接触面粗糙程度相同，压力越大，滑动摩擦力越大．
甲丙实验，压力大小相等，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，所以滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度有关．
（3）木块受到拉力作用但是还没有被拉动，木块处于静止状态，静止的物体受到平衡力的作用，拉力和摩擦力大小相等，所以摩擦力存在，并且随着拉力的增大而增大．
（4）（a）滑块进行匀速直线运动，水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等．要求滑动摩擦力大小，需要知道拉力大小，拉力大小等于托盘和砝码的总重力，要求总重力，需要知道托盘和砝码的总质量．故选D．
（b）滑块的滑动摩擦力表达式为：f=F=G=m₄g．
（c）滑动摩擦力大小等于拉力大小，根据是二力平衡条件．
（d）实验过程中，不容易控制滑块进行匀速直线运动．
（e）实验中定滑轮的作用是改变力的方向．
故答案为：（1）水平；匀速直线；
（2）甲；乙；粗糙程度；粗糙；
（3）摩擦；拉；
（4）（a）D；（b）m₄g；（c）二力平衡条件；（d）不容易控制滑块进行匀速直线运动；（e）改变力的方向．
点评：（1）掌握滑动摩擦力大小的影响因素，利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素．
（2）本实验中保持木块或滑块进行匀速直线运动，是完成实验的基本保证．
（3）本题综合比较强，给试题带来难度．