Question

【題目】在探究“滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”的過程中，一些同學(xué)作出了以下猜想：

A：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；

B：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的壓力大小有關(guān)；

C：滑動摩擦力的大小可能與產(chǎn)生摩擦力的兩物體間接觸面積的大小有關(guān)．

為了檢驗上述有關(guān)猜想是否正確，某同學(xué)選用了一塊底面與各個側(cè)面粗糙程度均相同的長方體木塊，并設(shè)計了以下實驗方案：

步驟1：把長方體木塊平放在水平的長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動，讀出這時彈簧測力計的讀數(shù)(如圖甲所示)；

步驟2：在長方體木塊上放上砝碼(如圖乙所示)，用彈簧測力計水平拉木塊，使砝碼與木塊一起沿直線勻速運(yùn)動，比較“步驟2”與“步驟1”中彈簧測力計讀數(shù)的大小；

步驟3：在水平長木板上鋪上一層棉布，把木塊平放在棉布上(不加砝碼)，用彈簧測力計平拉木塊沿直線勻速滑動(如圖丙所示)，比較“步驟3”與“步驟1”中的彈簧測力計讀數(shù)的大小．

(1)當(dāng)用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，滑動摩擦力的大小就等于彈簧測力計的讀數(shù)．為什么?

(2)“步驟2”的設(shè)計目的，是為了檢驗上述猜想(A、B、C)中的哪一個?

(3)在“步驟2”中，若木塊上方砝碼的重為0．5 N，當(dāng)用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，則砝碼與木塊間摩擦力的大小是 ( )

A．大于0．5 N B．大于零但小于0．5 N C．等于0．5 N D．等于零

(4)為了檢驗“猜想C”是否正確，可在上述實驗基礎(chǔ)上再增加一個步驟，寫出你所設(shè)計的這一實驗步驟．

Answer 1

【答案】(1)因為彈簧測力計拉著木塊做勻速直線運(yùn)動，所以彈簧測力計對木塊的拉力與木塊和木板面之間的摩擦力是一對平衡力，大小相等．(2)猜想B (3)D (4)把長方體木塊側(cè)(或豎)放在水平放囂的長木板上．用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動，比較“步驟4”與“步驟1”中彈簧測力計讀數(shù)的大�。�

【解析】（1）因為只有木塊做勻速直線運(yùn)動時，摩擦力和拉力才是一對平衡力，它們的大小才會相等，因此，實驗中應(yīng)用彈簧測力計拉著物體做勻速直線運(yùn)動；

答：依據(jù)了二力平衡原理，此時拉力與摩擦力是一對平衡力；

（2）影響滑動摩擦力的因素有壓力的大小和接觸面的粗糙程度，步驟2與步驟1相比，接觸面的粗糙程度相同，增加了砝碼后，壓力增大，因此，是探究的摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系．

答：是為了檢驗猜想B的正確與否；

（3）當(dāng)用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，則砝碼與木塊間保持相對靜止，且沒有相對運(yùn)動的趨勢，因此，它們之間是不存在摩擦力的，即摩擦力大小等于零，選項D符合題意．

故選D．

（4）滑動摩擦力跟壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)，控制壓力和接觸面粗糙程度一定，讓長方體木塊側(cè)放或豎放來改變接觸面積的大小，測量摩擦力大小和步驟1進(jìn)行比較．

思路分析：（1）在拉動木塊時要求沿水平方向做勻速直線運(yùn)動，這樣才能使拉力與摩擦力成為一對平衡力，這里是通過二力平衡的原理，借助彈簧測力計的拉力將摩擦力測出的；

（2）根據(jù)影響摩擦力大小的兩個因素，結(jié)合控制變量法，可對圖甲、圖乙中的變量和控制量進(jìn)行分析，步驟2的主要變化是增加了壓力，應(yīng)從這一角度來分析；

（3）對砝碼與木塊兩者之間的運(yùn)動情況進(jìn)行判斷，當(dāng)二者處于相對靜止?fàn)顟B(tài)時，它們之間是沒有摩擦力產(chǎn)生的．