Question

11．三位同學(xué)設(shè)計了一些實(shí)驗(yàn)，如圖是他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計圖，請你回答問題．

（1）根據(jù)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，對比實(shí)驗(yàn)步驟a、b，得出的結(jié)論是接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大摩擦力越大．對比實(shí)驗(yàn)步驟b，c，得出的結(jié)論是木塊的下表面更粗糙一些；
（2）乙同學(xué)測出了如下物理量：A．滑塊的質(zhì)量m₁；B．砝碼的總質(zhì)量m₂；C．托盤的質(zhì)量m₃．則摩擦力表達(dá)式為f=（m₂+m₃）g．
（3）如果要測滑塊所受的摩擦力大小，這三個實(shí)驗(yàn)方案中丙（選填甲、乙或丙）方案比較好，理由是甲乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案中不容易保持勻速直線運(yùn)動，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，不容易讀數(shù)，丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案中彈簧測力計處于靜止?fàn)顟B(tài)，方便讀數(shù)，讀數(shù)更準(zhǔn)確．

Answer 1

分析 （1）①影響滑動摩擦力的因素有壓力的大小和接觸面的粗糙程度，圖a、b接觸面是相同的，壓力的大小不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，據(jù)此可得出結(jié)論；
②將銅塊和木塊疊在一起可保證壓力大小不變，改變疊放的次序可使不同的接觸面與水平面接觸，據(jù)此可得出結(jié)論．
（2）當(dāng)滑塊做勻速直線運(yùn)動運(yùn)動時，根據(jù)二力平衡的知識，此時滑塊受到的摩擦力等于繩子的拉力，即托盤和砝碼的總重力；
（3）當(dāng)彈簧測力計固定時，即使傳送帶不勻速運(yùn)動，木塊也處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的拉力等于摩擦力．

解答 解：（1）①比較a、b兩圖可知，接觸面相同、壓力大小不同，彈簧測力計示數(shù)不同，且壓力越大，彈簧測力計的示數(shù)越大，故結(jié)論為：接觸面粗糙程度相同時，壓力越大滑動摩擦力越大；
②圖b、c中銅塊和木塊疊在一起即可以使壓力保持不變，同時還可通過改變疊放次序控制接觸面的變化，讀圖可知，b圖中摩擦力為3N，c圖中摩擦力大于3N，故可判斷出木塊的下表面更粗糙；
（2）當(dāng)滑塊做勻速直線運(yùn)動運(yùn)動時，滑塊受到的摩擦力和繩子（托盤和砝碼的總重力）的拉力相等，
則摩擦力f=（m₂+m₃）g；
（3）丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)彈簧測力計固定時，即使傳送帶不勻速運(yùn)動，木塊也處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到的拉力等于摩擦力，彈簧測力計的指針穩(wěn)定，容易讀數(shù)；甲乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案中，要保持物塊進(jìn)行勻速直線運(yùn)動很困難，丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案中，不必保持勻速直線拉動，實(shí)驗(yàn)操作比較簡單，所以丙同學(xué)方案比較好．
故答案為：
（1）接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大摩擦力越大；木塊的下表面更粗糙一些；
（2）（m₂+m₃）g；
（3）丙；甲乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案中不容易保持勻速直線運(yùn)動，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，不容易讀數(shù)，丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案中彈簧測力計處于靜止?fàn)顟B(tài)，方便讀數(shù)，讀數(shù)更準(zhǔn)確．

點(diǎn)評 在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)注意兩種研究方法與一個物理原理的合理利用，兩個方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法（將摩擦力轉(zhuǎn)換為彈簧測力計的拉力）；一個物理原理是二力平衡原理（在物體做勻速直線運(yùn)動時，拉力與摩擦力平衡）．