Question

10．小明用如圖1所示的裝置，探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關．

（1）實驗時，小明將木塊放在水平木板上，彈簧測力計沿水平方向拉動木塊，并使木塊做勻速直線運動，這樣做的目的是使摩擦力等于拉力．

序號	木塊放置情況	木板表面情況	壓力/N	彈簧測力計示數(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	木板上鋪棉布	6	1.8
5	平放	木板上鋪毛巾	6	3.0

（2）a．分析序號1、2、3三組數(shù)據(jù)可知：滑動摩擦力的大小與接觸面所受壓力成正比，關系式是f=kN．
b．若要探究滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關系，應選序號為1、4、5三組數(shù)據(jù)進行分析．
（3）小明在實驗時還發(fā)現(xiàn)：在木塊沒有被拉動時，彈簧測力計也有示數(shù)，且示數(shù)會變化．他請教老師，知道可用F-t圖象表示拉力隨時間的變化情況．若某次實驗開始拉動木塊直到木塊勻速滑動的F-t圖象如圖2所示，其中0-4s木塊處于靜止靜止狀態(tài)，分析圖象可知：要使木塊由靜止開始運動，至少要用2.3N的水平拉力拉木塊；如果實驗時木塊所受的拉力是2N，則下列對木塊所處狀態(tài)的判斷，正確的是C．
A．靜止    B．勻速直線運動     C．靜止或勻速直線運動     D．條件不足，無法判斷．

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計拉動木塊時，彈簧測力計顯示拉力大小，要使滑動摩擦力等于拉力，根據(jù)二力平衡條件，木塊一定進行勻速直線運動；
（2）a、要探究滑動摩擦力大小與壓力的關系，需保持接觸面的粗糙程度相同，結合表格中數(shù)據(jù)進行分析即可；
b、要探究滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關系，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動，至少要用多大的水平拉力拉木塊；如果實驗時木塊所受的拉力是2N，有兩種可能：①還沒拉動，②拉動后勻速運動．

解答 解：（1）在實驗中彈簧測力計沿水平方向拉動木塊，并使木塊作勻速直線運動，根據(jù)二力平衡知識，此時拉力大小與摩擦力相等；
（2）a、由表中1、2、3三組實驗數(shù)據(jù)可知，接觸面的粗糙程度相同而壓力大小不同，摩擦力大小不同，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，摩擦力f與壓力N的關系為：f=kN，即：摩擦力與壓力成正比；
b、由表中1、4、5三組實驗數(shù)據(jù)可知，物體間的壓力壓力大小相同而接觸面的粗糙程度不同，物體受到的摩擦力不同，1、4、5三組實驗數(shù)據(jù)可以探究滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關系．
（3）當木塊做勻速直線運動時，在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力是一對平衡力，根據(jù)二力平衡的知識可知，這兩個大小相等，方向相反，其中0～4s木塊處于靜止狀態(tài)，彈簧測力計示數(shù)2.3N，即拉力2.3N；
根據(jù)圖象所示信息，如果實驗時木塊所受的拉力是2N，可能靜止（還沒拉動）、可能勻速運動，故C正確，故選C．
故答案為：（1）水平；使摩擦力等于拉力；（2）1、2、3；f=kN；1、4、5；（3）2.3；C．

點評 本題考查了實驗原理與實驗數(shù)據(jù)分析，此題是探究摩擦力的大小與哪些因素有關的實驗，考查了根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出結論的能力，特別注意控制變量法的應用．