Question

12．為了探究滑動(dòng)摩擦力跟哪些因素有關(guān)，小明設(shè)計(jì)了如圖甲實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行了如下操作：

（1）將表面平整的長(zhǎng)木板放在水平桌面上，再把木塊（質(zhì)量為200克）放在木板上，小明沿水平方向緩慢地拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是為了使拉力等于摩擦力，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0.5N；
（2）分別將此木塊和所加鉤碼的總質(zhì)量增至400克、600克進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為1.0N和1.5N，初步得出的結(jié)論為接觸面的粗糙程度相同，壓力越大滑動(dòng)摩擦力越大．
（3）另一組同學(xué)小華對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，裝置如圖乙：將木塊用測(cè)力計(jì)水平拉住，測(cè)力計(jì)另一端固定在桌上一側(cè)，細(xì)線一端和砂桶連接，另一端跨過(guò)定滑輪和長(zhǎng)木板相連．實(shí)驗(yàn)時(shí)在砂桶中加砂，當(dāng)桶和砂的總重為5N時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖丙所示，長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)木塊和長(zhǎng)木板之間的滑動(dòng)摩擦力大小為2.4N，長(zhǎng)木板受到桌面對(duì)它的摩擦力為2.6N．若在砂桶中繼續(xù)加砂3N，長(zhǎng)木板將做加速（選填“勻速”、“加速”或“減速”）運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變（選填“變大”、“變小”、“不變”）．【不計(jì)繩重和繩與輪之間的摩擦】
（4）小剛同學(xué)認(rèn)為把長(zhǎng)木板改成海綿，還可以探究壓力的作用效果與壓力大小和受力面積之間的關(guān)系．小剛是通過(guò)海綿的凹陷程度來(lái)判斷出壓力作用效果是否明顯．小剛在探究壓力作用效果與受力面積的關(guān)系時(shí)，把質(zhì)量和底面積小的小木塊換成了質(zhì)量和底面積大的大木塊來(lái)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，你覺(jué)得小剛的做法正確嗎？為什么？不正確，沒(méi)有保持壓力相等．

Answer 1

分析 （1）測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)物體時(shí)，測(cè)力計(jì)顯示拉力大小，物體在水平方向上受到拉力和滑動(dòng)摩擦力的作用，當(dāng)物體進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力，滑動(dòng)摩擦力大小等于拉力大�。�
（2）（3）滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，壓力大小不變，接觸面粗糙程度不變時(shí)，滑動(dòng)摩擦力大小不變．無(wú)論木板進(jìn)行勻速、加速、減速時(shí)，木塊受到木板的滑動(dòng)摩擦力大小是不變的，木塊相對(duì)桌子來(lái)講是靜止的，木塊水平方向上受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等，所以測(cè)力計(jì)示數(shù)不變；
（4）要探究壓力的作用效果與壓力大小之間的關(guān)系，需要保持受力面積不變；要探究壓力作用效果與受力面積之間的關(guān)系時(shí)，需要保持壓力一定．

解答 解：（1）測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)物體時(shí)，測(cè)力計(jì)顯示拉力大小，當(dāng)物體進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體在水平方向的滑動(dòng)摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力，滑動(dòng)摩擦力大小等于拉力大�。�所以讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)就是滑動(dòng)摩擦力的大小．
（2）在接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）由圖可知測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，此時(shí)示數(shù)為2.4N，由于木塊靜止，根據(jù)二力平衡可知長(zhǎng)木板受到桌面對(duì)它的摩擦力為f=5N-2.4N=2.6N；
若在砂桶中繼續(xù)加砂3N，由于拉力大于摩擦力故而木塊受力不平衡，此時(shí)長(zhǎng)木板將做加速運(yùn)動(dòng)；無(wú)論木板進(jìn)行勻速、加速、減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊與桌子之間的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，故滑動(dòng)摩擦力不變，所以測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，總是等于滑動(dòng)摩擦力大小；
（4）把長(zhǎng)木板改成海綿，還可以探究壓力的作用效果與壓力大小和受力面積之間的關(guān)系，通過(guò)海綿的凹陷程度反映壓力作用效果；小剛實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有控制不變量，存在兩個(gè)變量，故而他的做法是錯(cuò)誤的．
故答案為：（1）勻速直線；（2）接觸面的粗糙程度相同，壓力越大滑動(dòng)摩擦力越大；（3）2.4；2.6；加速；不變；（4）海綿的凹陷程度；不正確；沒(méi)有保持壓力相等．

點(diǎn)評(píng) 滑動(dòng)摩擦力大小只跟壓力大小、接觸面粗糙程度有關(guān)，跟物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生總是不容易理解的．