Question

3．小明用如圖所示的裝置，探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明將木塊放在水平木板上，彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊，并使木塊作勻速直線運(yùn)動(dòng)．這樣做的目的是使拉力大小等于摩擦力大小，實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示．

序號(hào)	木塊放置 情況	木板表面情況	壓力/N	彈簧測(cè)力計(jì) 示數(shù)/N
1	平放	木板	6	1.2
2	平放	木板	8	1.6
3	平放	木板	10	2.0
4	平放	木板上鋪棉布	6	1.8
5	平放	木板上鋪毛巾	6	3.0

（2）分析序號(hào)1、2、3三組數(shù)據(jù)可知：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān)．滑動(dòng)摩擦力f大小與接觸面所受壓力F大小的關(guān)系式是f=0.2F．
（3）分析序號(hào)1，4，5三組數(shù)據(jù)可知：滑動(dòng)摩擦力的大小還與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
（4）小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)還發(fā)現(xiàn)：在木塊沒(méi)有被拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)會(huì)變化．他請(qǐng)教老師，知道可用F-t圖象表示拉力隨時(shí)間的變化情況．若某次實(shí)驗(yàn)開始拉動(dòng)木塊直到木塊勻速滑動(dòng)的F-t圖象如圖所示，其中0～4s木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．分析圖象可知：要使木塊由靜止開始運(yùn)動(dòng)，至少要用2.3N的水平拉力拉木塊；如果實(shí)驗(yàn)時(shí)木塊所受的拉力是2N，則木塊所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)顯示拉力大小，要使滑動(dòng)摩擦力等于拉力，根據(jù)二力平衡條件，木塊一定進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（2）要探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力的關(guān)系，需保持接觸面的粗糙程度相同，結(jié)合表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析即可；
（3）根據(jù)控制變量法的要求分析表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)為1、4、5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．
（4）分析圖示圖示，根據(jù)圖示圖象求摩擦力、判斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．

解答 解：
（1）在實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊，并使木塊作勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡知識(shí)，此時(shí)拉力大小與摩擦力相等；
（2）1、2、3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，可得滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小有關(guān)；
由數(shù)據(jù)知，壓力增大幾倍，滑動(dòng)摩擦力便增大為原來(lái)的幾倍，所以摩擦力與壓力成正比；
設(shè)f=kF
當(dāng)F=6N時(shí)，f=1.2N，代入數(shù)據(jù)得：
1.2N=k×6N
解得：k=0.2，
所以關(guān)系式為：f=0.2F；
（3）由表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)為1、4、5三組數(shù)據(jù)可知，物體間的壓力相同而接觸面的粗糙程度不同，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大，由此可得：在壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；
（4）由圖示圖象可知，要使木塊由靜止開始運(yùn)動(dòng)，至少要用2.3N的水平拉力拉木塊．如果實(shí)驗(yàn)過(guò)程中木塊所受的拉力恰好是2N，木塊所處的狀態(tài)可能是靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)．
故答案為：（1）水平；勻速直線；使拉力大小等于摩擦力大�。唬�2）1、2、3；f=0.2F；（3）接觸面的粗糙程度；（4）2.3；靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究影響滑動(dòng)摩擦力的因素，主要考查了對(duì)二力平衡條件的應(yīng)用及控制變量法；在此實(shí)驗(yàn)中要水平拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，要研究滑動(dòng)摩擦力與一個(gè)量的關(guān)系，需要控制另一個(gè)量不變．