Question

《研究滑動(dòng)摩擦的實(shí)驗(yàn)》的部分記錄數(shù)據(jù)如下表：

（1）如圖裝置可用來(lái)測(cè)定木塊在木板上滑動(dòng)時(shí)所受到的滑動(dòng)摩擦力．這種測(cè)定摩擦力的原理是什么？

（2）在上述裝置中木塊對(duì)木板的壓力應(yīng)怎樣測(cè)量？
（3）在進(jìn)行上述兩項(xiàng)測(cè)量時(shí)應(yīng)注意什么？
（4）表格中的數(shù)據(jù)是在什么前提條件下記錄的？可以得出什么結(jié)論？
（5）為了研究摩擦力與不同接觸面間的關(guān)系，還需要進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)？這些實(shí)驗(yàn)應(yīng)該怎樣做？可以得出什么結(jié)論？
（6）如果拉動(dòng)木塊過(guò)程中，木塊速度逐漸增大，那么測(cè)得的摩擦力偏大還是偏��？

Answer 1

解：（1）當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊處于平衡狀態(tài)，因木塊在水平方向上只受拉力和摩擦力的作用，所以摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力，即：摩擦力的大小與測(cè)力計(jì)的示數(shù)相等．
（2）在豎直方向上木塊受到重力和支持力的作用，由于木塊在豎直方向上處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以木塊受到的支持力和重力是一對(duì)平衡力，即支持力的大小等于木塊的重力，又由于木塊對(duì)接觸面的壓力和接觸面對(duì)木塊的支持力是一對(duì)相互作用力，所以木塊對(duì)接觸面的壓力大小等于木塊的重力，因此只要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出木塊（或木塊及砝碼）的重力，則可知壓力的大�。�
（3）由于摩擦力和壓力的大小都是借助于二力平衡的條件測(cè)量的，所以在測(cè)量二者的大小時(shí)應(yīng)讓物體處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)）．
（4）壓力的大小是在木塊（或木塊和砝碼）處于靜止?fàn)顟B(tài)下記錄的，摩擦力的大小是在木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下記錄的．
由圖表數(shù)據(jù)可知在接觸面的粗糙程度相同時(shí)，隨著壓力的增多，摩擦力也增大，所以可得結(jié)論為：在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，摩擦力越大．
（5）為了研究摩擦力與不同接觸面間的關(guān)系，還需要保持壓力大小不變，改變接觸面的粗糙程度．
實(shí)驗(yàn)做法：在木板上分別鋪上棉布或毛巾，用測(cè)力計(jì)拉著木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并分別記下其對(duì)應(yīng)的測(cè)力計(jì)示數(shù)．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：比較測(cè)力計(jì)的示數(shù)，如果示數(shù)相同，則接觸面的粗糙程度相同；如果示數(shù)不相同，則接觸面的粗糙程度不相同．
（6）如果拉動(dòng)木塊過(guò)程中，木塊速度逐漸增大，則說(shuō)明木塊在水平方向上受到一個(gè)向左的合力，此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)該答應(yīng)摩擦力的大小，如果還把測(cè)力計(jì)的示數(shù)當(dāng)做摩擦力，則測(cè)量值大于實(shí)際摩擦力的大�。�
答：（1）這種測(cè)定摩擦力的原理是利用了二力平衡的條件．
（2）在上述裝置中通過(guò)測(cè)量木塊（或木塊和砝碼）靜止時(shí)的重力大小來(lái)測(cè)量木塊對(duì)木板的壓力大�。�
（3）在測(cè)量壓力大小時(shí)應(yīng)讓木塊（或木塊和砝碼）處于靜止?fàn)顟B(tài)；在測(cè)量摩擦力的大小時(shí)應(yīng)讓木塊（或木塊和砝碼）處于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
（4）表格中的數(shù)據(jù)是接觸面的粗糙程度相同的前提條件下記錄的．
可以得出的結(jié)論為：在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，摩擦力越大．
（5）為了研究摩擦力與不同接觸面間的關(guān)系，還需要改變接觸面的粗糙程度．具體做法如下：在木板上分別鋪上棉布或毛巾，用測(cè)力計(jì)拉著木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并分別記下其對(duì)應(yīng)的測(cè)力計(jì)示數(shù)．
可得結(jié)論：比較測(cè)力計(jì)的示數(shù)大小，如果示數(shù)相同，則接觸面的粗糙程度相同；如果示數(shù)不相同，則接觸面的粗糙程度不相同．
（6）如果拉動(dòng)木塊過(guò)程中，木塊速度逐漸增大，那么測(cè)得的摩擦力將偏大．
分析：滑動(dòng)摩擦力在物體的接觸面上，所以摩擦力的大小無(wú)法直接測(cè)量，可借助于二力平衡的條件，將摩擦力的大小轉(zhuǎn)化成測(cè)力計(jì)示數(shù)的大小、將壓力的大小轉(zhuǎn)化成重力的大小進(jìn)行測(cè)量；又因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，所以在探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素時(shí)應(yīng)使用控制變量法．
點(diǎn)評(píng)：把握住利用控制變量法和二力平衡條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的基本思路是解答此題的關(guān)鍵所在．