Question

15．小剛同學(xué)在學(xué)習(xí)了滑動(dòng)摩擦力之后，認(rèn)為兩物體間的滑動(dòng)摩擦力的大小可能與兩物體的接觸面積有關(guān)，于是他通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究這個(gè)問(wèn)題．
（1）他用圖甲做實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該拉動(dòng)木塊作勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的指針位置如圖甲所示，它的示數(shù)是1.6 N．
（2）他發(fā)現(xiàn)采用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)步穩(wěn)定，很難讀數(shù)，其原因是很難保持木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）為了解決彈簧測(cè)力計(jì)不穩(wěn)定的問(wèn)題，該同學(xué)對(duì)圖甲裝置進(jìn)行改進(jìn)，采用圖乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，木塊與彈簧測(cè)力計(jì)相連，木塊與彈簧測(cè)力計(jì)相連，彈簧測(cè)力計(jì)水平固定，通過(guò)細(xì)繩水平拉動(dòng)木板，使木板在木塊下面滑動(dòng)，就解決了上述問(wèn)題，這是因?yàn)闊o(wú)論長(zhǎng)木板怎樣運(yùn)動(dòng)，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)．
（4）他用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出木塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，然后將木塊沿豎直方向鋸掉一半，測(cè)得摩擦力的大小也變?yōu)樵瓉?lái)的一半，他由此得出：當(dāng)接觸面的粗糙程度一定時(shí)，接觸面越小，摩擦力越小，你認(rèn)為他的結(jié)論正確嗎？為什么？不正確，沒(méi)有控制壓力相同

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖示彈簧測(cè)力計(jì)確定其分度值，然后讀出其示數(shù)；
（2）（3）木塊很難勻速，木塊不勻速，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就不穩(wěn)定，另外彈簧測(cè)力計(jì)是運(yùn)動(dòng)的，不好讀準(zhǔn)示數(shù)．運(yùn)動(dòng)相對(duì)的，我們可以采用木塊不動(dòng)，拉動(dòng)木板，這樣彈簧測(cè)力計(jì)是靜止的，便于讀數(shù)．而且，木板的運(yùn)動(dòng)不要求勻速，便于操作；
（4）探究摩擦力與接觸面積的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制接觸面粗糙程度和壓力大小相同而物體間的接觸面積不同．

解答 解：
（1）由圖甲所示測(cè)力計(jì)可知，其分度值為0.2N，示數(shù)為1.6N；
（2）由于在拖動(dòng)正方體木塊時(shí)，很難讓木塊保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，才導(dǎo)致了彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定；
（3）當(dāng)拉動(dòng)長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，正方體木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡的條件知：此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大�。疅o(wú)論長(zhǎng)木板是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)，正方體木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)（即平衡狀態(tài)），這樣拉力等于摩擦力，而且無(wú)論拉木板速度多少，摩擦力都一樣，不改變摩擦力大�。�所以容易讀數(shù)；
（4）在探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小的關(guān)系，他們應(yīng)控制面的粗糙程度和壓力大小不變，改變接觸面積大�。粚�(shí)驗(yàn)中將木塊沿豎直方向截去一半后，測(cè)得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉?lái)一半．由此得出：滑動(dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小是錯(cuò)誤的，因?yàn)榻佑|面積減小一半的同時(shí)壓力也減小一半．
故答案為：（1）1.6；（2）很難保持木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；（3）無(wú)論長(zhǎng)木板怎樣運(yùn)動(dòng)，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)；（4）不正確，沒(méi)有控制壓力相同．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究影響摩擦力的大小與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，考查了對(duì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)析及二力平衡條件在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，把握住是否能保持正方體木塊勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，另外此實(shí)驗(yàn)還考查了控制變量法的應(yīng)用．