Question

16．小雨用如圖甲所示的裝置，探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)．

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小雨將木塊放在水平木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊，并使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)．這樣做的目的是使拉力和摩擦力成為一對(duì)平衡力．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小雨記錄的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示

序 號(hào)	木塊放 置情況	接觸面 表面	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	棉布	6	1.8
5	平放	毛巾	6	3.0

①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)．
②要探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)選用序號(hào)為1、4、5三組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．
（3）小雨某次拉動(dòng)木塊由靜止變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示（其中0～4s木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)）．分析圖象可知：要使木塊由靜止到開始運(yùn)動(dòng)，至少要用2.3N的水平拉力；若木塊所受的拉力是2N，則木塊所處的狀態(tài)是C．
A．靜止B．勻速直線運(yùn)動(dòng)
C．靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)D．條件不足，無(wú)法判斷
（4）為了探究靜摩擦力作用的相互性，并比較一對(duì)相互作用的靜摩擦力的大小，小雨又設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，整個(gè)裝置放在水平桌面上，其中A、B兩木塊疊放在一起，兩個(gè)輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)C、D的一端與兩木塊相連，另一端固定在鐵架臺(tái)E、F上．后來(lái)經(jīng)過討論，完善了實(shí)驗(yàn)裝置，如圖乙所示．

①在水平桌面是光滑的理想情況下，B對(duì)A的靜摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)D的示數(shù)，A對(duì)B的靜摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)C的示數(shù)．（填“C”或“D”）
②實(shí)際B與桌面也存在摩擦力，為此在B下面放細(xì)圓木條的目的是減小桌面對(duì)木塊B的摩擦力，在A上放鉤碼的目的是增大壓力．
③實(shí)驗(yàn)中需向右緩慢移動(dòng)鐵架臺(tái)F，在此過程中，應(yīng)使A、B保持相對(duì)靜止，整個(gè)裝置靜止后，讀取兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁、F₂．（填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）
④分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，若F₁=F₂，則靜摩擦力的作用是相互的，且一對(duì)相互作用的靜摩擦力大小相等．

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）a、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；
b、要探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，需保持壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同；
（3）由圖可知要使木塊由靜止開始運(yùn)動(dòng)，至少要用多大的水平拉力拉木塊；如果實(shí)驗(yàn)時(shí)木塊所受的拉力是2N，有兩種可能：①還沒拉動(dòng)，②拉動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)；
（4）①對(duì)物體受力分析，利用二力平衡條件和力的相互作用；
②增大摩擦力的方法：增大壓力，增大接觸面的粗糙程度．減小摩擦力的方法：減小壓力，減小接觸面的粗糙程度，使接觸面脫離，用滾動(dòng)代替滑動(dòng)；
③使A、B保持相對(duì)靜止，測(cè)出靜摩擦力的大��；
④相互作用力：大小相等、方向相反、作用在同一條直線上、作用在不同物體上．

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，測(cè)力計(jì)示數(shù)也不同，可得滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小有關(guān)；
1、4、5三組實(shí)驗(yàn)，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，可以探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面的粗糙程度的關(guān)系；
（3）當(dāng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在水平方向上受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知，這兩個(gè)大小相等，方向相反，其中0～4s木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)2.3N，即拉力2.3N；
根據(jù)圖象所示信息，如果實(shí)驗(yàn)時(shí)木塊所受的拉力是2N，可能靜止（還沒拉動(dòng)）、可能勻速運(yùn)動(dòng)；
（4）①A受彈簧測(cè)力計(jì)D的拉力和B對(duì)A的摩擦力，故B對(duì)A的靜摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)D的示數(shù)；同理，在水平桌面是光滑的理想情況下，A對(duì)B的靜摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)C的示數(shù)；
②在B下面放細(xì)圓木條，用滾動(dòng)代替滑動(dòng)，其目的是減小桌面對(duì)木塊B的摩擦力；
在A上放鉤碼的目的是增大壓力從而增大摩擦力；
③本實(shí)驗(yàn)是為了探究靜摩擦力作用的相互性，并比較一對(duì)相互作用的靜摩擦力的大小，故實(shí)驗(yàn)中需向右緩慢移動(dòng)鐵架臺(tái)F，在此過程中，應(yīng)使A、B保持相對(duì)靜止，整個(gè)裝置靜止后，讀取兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁、F₂；
④分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，若F₁=F₂，則靜摩擦力的作用是相互的，且一對(duì)相互作用的靜摩擦力大小相等．
故答案為：（1）水平；使拉力和摩擦力成為一對(duì)平衡力；
（2）壓力；1、4、5；
（3）2.3；C；
（4）①D；C；②減小桌面對(duì)木塊B的摩擦力；增大壓力；③靜止；④F₁=F₂．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，考查了根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，特別注意控制變量法的應(yīng)用．