Question

6．甲乙兩位同學在學習了滑動摩擦力之后采用完全相同的器材各自設計了兩種不同的實驗方案來測定滑動摩擦力的大小：

甲方案：模板通過細線與墻相連，通過彈簧測力計水平拉動木塊，如圖甲所示．
乙方案：木塊與彈簧測力計相連，彈簧測力計水平固定與左端墻面處，通過細繩水平拉動木板，如圖乙所示．
（1）上述兩種方案中，你認為更合理的是乙（填“甲”或“乙”）
（2）在甲方案的實驗中，當木塊做勻速直線運動時彈簧測力計的讀數(shù)為2N．在乙方案中，當拉動木板做勻速直線運動時，拉力F_乙為6N，則地面對木板的摩擦力大小為4N；若將拉力F_乙從6N增大至8N，此時彈簧測力計的讀數(shù)為2N．
（3）兩位同學又通過查閱資料了解到物體所受滑動摩擦力大小與壓力成正比，即f=?N（f表示滑動摩擦力、N表示壓力，?為動摩擦因素）．若木塊的重力為5N，木板的重力為15N，結合（2）中的相關數(shù)據(jù)可計算出木塊與木板件的動摩擦因素為0.4，木板與地面之間的動摩擦因素為0.2．

Answer 1

分析 （1）木塊做勻速直線運動時受平衡力，根據(jù)二力平衡條件可以求出摩擦力大小；分析圖示實驗裝置，然后答題；
（2）滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面粗糙程度有關，與拉動的速度等無關，結合實驗中的操作情況可做出判斷；
（3）根據(jù)f=μF_N求得摩擦因數(shù)．

解答 解：
（1）方案甲：用彈簧測力計水平拉動木塊，當木塊做勻速直線運動時，木塊處于平衡狀態(tài)，拉力與摩擦力是一對平衡力，由平衡條件可知，摩擦力等于測力計拉力，因此實驗時應控制木塊做勻速直線運動；
方案乙：拉動木板，木塊靜止，木塊處于平衡狀態(tài)，木塊受到的拉力都等于測力計的拉力，實驗時不需要控制木板做勻速直線運動，便于實驗操作，同時測力計是靜止的，便于對測力計讀數(shù)；
因此，更合理的是方案乙；
（2）在甲方案的實驗中，當木塊做勻速直線運動時，摩擦力與拉力是一對平衡力，此時彈簧測力計的讀數(shù)為2N，說明摩擦力為2N；
在乙方案中，當拉動木板做勻速直線運動時，拉力F_乙為6N，是因為木板同時受到木塊和地面的摩擦力，而木塊與木板間的壓力、接觸面粗糙程度均不變，所以摩擦力不變，即木塊對木板的摩擦力仍為2N．此時，地面對木板的摩擦力為6N-2N=4N；
若將拉力F_乙從6N增大至8N，此時彈簧測力計的讀數(shù)仍不變，還是2N；
（3）木塊與木板件的動摩擦因素為μ=$\frac{f}{{F}_{N}}$=$\frac{2N}{5N}$=0.4；
木板與地面之間的動摩擦因素為μ′=$\frac{f′}{{F}_{N}′}$=$\frac{4N}{5N+15N}$=0.2．
故答案為：（1）乙；（2）4；2；（3）0.4；0.2．

點評 了解探究滑動摩擦力的實驗中二力平衡條件的運用，知道摩擦力大小的影響因素，會根據(jù)實驗的操作進行判斷，是解答的關鍵．