Question

13．如圖1所示是小君“探究滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖：

（1）該實(shí)驗(yàn)要求用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊沿水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡原理，可知此時(shí)摩擦力與拉力大小相等．
（2）分析圖甲和丙，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F₁＜F₃，說(shuō)明壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大．
（3）分析甲和乙，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁＜F₂，說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小還跟壓力的大小有關(guān)．
人們通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明：在接觸面粗糙程度一定時(shí)，滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小成正比．如圖丁所示，在丙圖中物塊A上疊放一塊與之等重的物塊B，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物塊A，使物塊B隨A一起勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F₄，則F₄：F₃=2：1；
（4）小君在本次實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用的研究方法是轉(zhuǎn)換法和控制變量法．
（5）小霞發(fā)現(xiàn)小君在上述實(shí)驗(yàn)操作中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)并不穩(wěn)定，于是改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置，如圖2所示．當(dāng)她拉出木板的過(guò)程中，卻仍然發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，你認(rèn)為出現(xiàn)該情況的原因可能是接觸面的粗糙程度不均勻．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，注意應(yīng)使物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡可知摩擦力等于拉力；
（2）影響滑動(dòng)摩擦力的因素是壓力大小和接觸面的粗糙程度；壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．

解答 解：
（1）要使物體所受的摩擦力與拉力平衡，應(yīng)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊沿水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)滑動(dòng)摩擦力等于測(cè)力計(jì)的拉力，因此，這里是利用了二力平衡的知識(shí)；
（2）比較甲、丙兩圖，壓力相同，丙圖中接觸面粗糙，丙彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大，即摩擦力大，說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力與接觸面的粗糙程度有關(guān)，壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同，測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，所以摩擦力的大小還與壓力大小有關(guān)；
摩擦力大小與壓力成正比，丁的壓力是丙的2倍，可知丁的摩擦力是丙的2倍，即F₄：F₃=2：1；
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊使它在水平木板（或毛巾）上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡知識(shí)可知，這時(shí)滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．通過(guò)拉力的大小得知摩擦力的大小，用到了轉(zhuǎn)換法；由于摩擦力大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)中還用到另一個(gè)方法是控制變量法；
（5）根據(jù)影響摩擦力的因素可知，在壓力不變的情況下，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定，即摩擦力是變化的，說(shuō)明木板表面的粗糙程度不同．
故答案為：（1）勻速直線(xiàn)；二力平衡；
（2）壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）壓力；2：1；
（4）控制變量法；
（5）接觸面的粗糙程度不均勻．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究摩擦力大小與什么因素有關(guān)，要掌握實(shí)驗(yàn)中測(cè)量摩擦力的方法及實(shí)驗(yàn)的研究方法．在利用控制變量法時(shí)，要注意分析控制的變量和改變的量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出研究因素是否與改變量有關(guān)．