Question

18．小剛同學(xué)為了參加體育考試，想測試一下他穿橡膠底和牛筋底的運(yùn)動鞋時哪個鞋底表面更粗糙．

（1）如圖1甲所示，他首先用彈簧測力計水平拉動橡膠底運(yùn)動鞋在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動，此時彈簧測力計的示數(shù)為4N．
（2）小剛發(fā)現(xiàn)牛筋底的運(yùn)動鞋較輕些，于是便向鞋中添加了適量的砝碼，目的是保持兩次實(shí)驗壓力相等．
（3）在拉動過程中小剛發(fā)現(xiàn)，勻速直線拉動鞋實(shí)際很難控制，于是他將鞋放在水平放置的木板上，將彈簧測力計固定，改為拉動木板，如圖1乙所示，當(dāng)他水平向左拉動木板時，鞋所受到的摩擦力的方向為水平向左（選填“水平向左”或“水平向右”）．
（4）小剛比較出了哪雙鞋摩擦力更大后，他用一拉力傳感器（能感應(yīng)力大小的裝置）水平向右拉一水平面上的木塊，A端的拉力均勻增加，0～t_l時間內(nèi)木塊靜止；從t₁時刻開始，木塊發(fā)生運(yùn)動，木塊運(yùn)動后改變拉力：t₁～t₂時間內(nèi)木塊作變速直線運(yùn)動（速度大小在變）；木塊在t₂時刻后處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)．對數(shù)據(jù)處理后，得到如圖2乙所示拉力隨時間變化圖象，則當(dāng)用F=6.3N的水平拉力拉靜止的木塊時，木塊所受摩擦力大小為6.3N；當(dāng)用F=6.8N的水平拉力拉木塊時，木塊所受摩擦力大小為6.0N．

Answer 1

分析 （1）在進(jìn)行測力計的讀數(shù)時，注意其分度值；
（2）要探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系，需控制壓力大小不變；
（3）摩擦力方向與相對運(yùn)動方向相反；
（4）靜止或做勻速直線運(yùn)動的物體將受到平衡力的作用；滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度和壓力大小有關(guān)．

解答 解：
（1）由圖甲知，測力計的分度值為0.2N，示數(shù)為4N；
（2）想測試橡膠底和牛筋底的運(yùn)動鞋哪雙摩擦力更大，應(yīng)保證兩鞋對接觸面的壓力相等，所以向較輕的鞋中添加了適量的砝碼；
（3）將彈簧測力計固定，改為拉動木板，這樣測力計的示數(shù)比較穩(wěn)定，此時鞋相對于木板向右運(yùn)動，所以其受到的摩擦力水平向左；
（4）當(dāng)用F=6.3牛的水平拉力拉靜止的木塊時，靜止的木塊在水平方向上受到平衡力的作用；即拉力與靜摩擦力是一對平衡力，其大小相等；故木塊所受摩擦力大小為6.3N；
木塊在t₂后處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，所受拉力F=6.0N，與滑動摩擦力是一對平衡力，故摩擦力f=6.0N；當(dāng)用F=6.8牛的水平拉力拉木塊時，木塊將做加速運(yùn)動，因為壓力和粗糙程度都未變，所以木塊所受摩擦力大小不會變化，故摩擦力大小仍為6.0N．
故答案為：（1）4；（2）保持兩次實(shí)驗壓力相等；（3）水平向左；（4）6.3；6.0．

點(diǎn)評 此題是探究橡膠底和牛筋底的運(yùn)動鞋哪雙摩擦力更大，考查了學(xué)生對控制變量法的掌握及測力計的讀數(shù)，有關(guān)摩擦力的方向，應(yīng)與物體相對運(yùn)動的方向相反．