Question

17．小華在“探究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)的實驗”中，實驗過程如圖所示．
（1）實驗時，讓長方體木塊在水平方向做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡原理可知，此時木塊所受摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數(shù)．
（2）由甲、乙兩圖得到的結(jié)論：摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)（選填“有關(guān)“或“無關(guān)”），比較乙、丙 兩圖，可知，摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，小華將圖甲中的木塊沿豎直方向截去一半后，測得木塊所受的滑動摩擦力變?yōu)樵瓉硪话耄�他由此得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小，你認(rèn)為他的結(jié)論不正確（選填“正確“或“不正確”）；理由：沒有控制壓力不變，乙圖中測力計的示數(shù)是3.5N時，小木塊剛好做勻速直線運動，則木塊上的砝碼受到的摩擦力是0 N．當(dāng)拉力增大到4.6N時，木塊受到的摩擦力是3.5 N．
（3）小華順利完成甲、乙兩次實驗后，在進(jìn)行圖丙所示的實驗時，由于所用的彈簧測力計量程較小，發(fā)現(xiàn)測力計示數(shù)達(dá)到最大時仍沒拉動木塊，為了用現(xiàn)有的器材順利完成實驗，應(yīng)采取的措施是：將丙中木塊上的砝碼取下，測出滑動摩擦力，和甲進(jìn)行比較；小華若先在豎直方向上對彈簧測力計調(diào)零，然后用彈簧測力計拉動物體在水平放置的長木板上運動，則測出的摩擦力小于 （填“大于”、“等于”或“小于”）實際摩擦力．
（4）下列現(xiàn)象中應(yīng)用了從圖甲、乙實驗所得結(jié)論的是B（選填字母）
A．足球守門員戴著防滑手套
B．用力壓住橡皮，擦去寫錯的字
C．移動很重的石塊時，在地上鋪設(shè)滾木．

Answer 1

分析 （1）做勻速直線運動的物體受到的力平衡力，此實驗的思路是讓木塊保持勻速直線運動，利用二力平衡的條件，通過彈簧測力計的示數(shù)來得到摩擦力的大小；
（2）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，探究滑動摩擦力大小跟壓力大小關(guān)系時，控制接觸面粗糙程度不變；探究滑動摩擦力大小跟接觸面粗糙程度的關(guān)系時，控制壓力大小不變；
滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，探究滑動摩擦力大小跟接觸面積大小的關(guān)系時，控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變；
（3）滑動摩擦力受壓力和接觸面的粗糙程度的影響，在探究過程中應(yīng)運用控制變量法；
彈簧測力計在豎直方向上調(diào)零時，彈簧由于自身的重力作用，要比水平使用時彈簧的長度大，導(dǎo)致調(diào)零指針不指在零刻度；
（4）分析甲、乙兩圖，得出摩擦力大小與壓力的關(guān)系，然后分析找出符合題意的選項．

解答 解：
（1）用彈簧測力計水平拉動木塊，使其作勻速直線運動時，則木塊水平方向上受到拉力和滑動摩擦力的作用，這兩個力平衡力，根據(jù)二力平衡條件，滑動摩擦力大小等于拉力大小；
（2）甲、乙兩圖接觸面的粗糙程度相同，但是壓力不同，滑動摩擦力大小不同，因此結(jié)論是：摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)；
要得出摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，應(yīng)該控制壓力大小相同，改變接觸面的粗糙程度，因此符合條件的是乙、丙兩圖；
因為滑動摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，在研究滑動摩擦力大小跟接觸面面積的關(guān)系時，應(yīng)保持壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，小華將木塊沿豎直方向截去一半后，雖然接觸面的粗糙程度沒變，但木塊對接觸面的壓力減小了一半，所以得出了錯誤的結(jié)論；
木塊在水平木板上進(jìn)行勻速直線運動，砝碼和木塊之間相對靜止，沒有相對運動的趨勢，砝碼不受摩擦力，即砝碼受到的摩擦力為0；
木塊在水平方向上受到拉力和滑動摩擦力作用，滑動摩擦力和拉力是一對平衡力，拉力是3.5N，所以滑動摩擦力也是3.5N；拉力增大時，壓力和接觸面粗糙程度不變，滑動摩擦力大小不變，還是3.5N；
（3）丙是為了探究摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系，需使壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，由于摩擦力較大，測力計量程不夠，可使丙的壓力與甲相同進(jìn)行探究，所以可以將丙試驗中木塊上的砝碼取下，測出滑動摩擦力，再和甲實驗進(jìn)行比較；
實驗時，小華先在豎直方向上對彈簧測力計調(diào)零，然后彈簧測力計要在水平方向上使用就要調(diào)零，因為在豎直方向上由于彈簧自身的重力彈簧比在水平方向上要伸長，也就是調(diào)零后的零刻度線在真實零刻度線的下方．彈簧測力計拉動物體在水平放置的長木板上做勻速直線運動時，讀取彈簧測力計的示數(shù)時，結(jié)果小于真實的摩擦力；
（4）甲、乙兩個圖，接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，摩擦力不同，說明摩擦力大小與壓力大小有關(guān)；
A．足球守門員戴著防滑手套，是通過改變接觸面的粗糙程度來改變摩擦力的，A不符合題意；
B．用力壓住橡皮，擦去寫錯的字，是通過改變壓力的方法來改變摩擦力的，B符合題意；
C．移動很重的石塊時，在地上鋪設(shè)滾木，是通過變滑動為滾動的方法減小摩擦力的，C不符合題意．
故答案為：（1）勻速直線、二力平衡；（2）有關(guān)；乙；丙；不正確；沒有控制壓力不變；0；3.5；（3）將丙中木塊上的砝碼取下，測出滑動摩擦力，和甲進(jìn)行比較；小于；（4）B．

點評 本題考查了“探究影響滑動摩擦力大小”實驗的實驗操作、實驗現(xiàn)象分析等，實驗中應(yīng)用了控制變量法，正確理解并熟練應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵．