Question

19．小明用如圖所示的器材探究滑動摩擦力與哪些因素有關，甲是用彈簧測力計勻速拉動木塊在桌面上做勻速直線運動，拉力為F₁；乙是在木塊上放一砝碼，用彈簧測力計勻速拉動，拉力為F₁；丙是把木塊放在毛巾上用彈簧測力計勻速拉動，拉力為F₃．

請回答下列問題：
（1）三個圖中，木塊都在水平面上做勻速直線運動，則木塊在水平方向都受到拉力和摩擦力作用，它們的關系是一對平衡力（選填“一對平衡力”或“一對相互作用力”）．
（2）比較甲、乙兩圖，你認為F₁＜F₂（選填“＞”、“＜”或“=”，下同），也可以得出甲、乙兩圖中木塊受到的摩擦力（分別記為f₁、f₂） f₁＜f₂，由此可以得出的結(jié)論是在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，摩擦力越大．
（3）比較甲、丙兩圖，你認為F₁＞F₃，由此可以得出的結(jié)論是在壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大．
（4）在此基礎上小明又猜想：滑動摩擦力的大小是否會與物體運動速度的大小有關？請你利用圖中已有器材驗證小明的猜想．你的做法是：利用甲（或乙或丙）圖的器材，用彈簧測力計分別以不同的速度勻速直線拉動木塊，觀察測力計的示數(shù)是否相同．

Answer 1

分析 （1）木塊在水平面上做勻速直線運動時，拉力和摩擦力是一對平衡力；彈簧測力計讀數(shù)：確定每一個大格和每一個小格代表的示數(shù)．
（2）（3）滑動摩擦力跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關，究滑動摩擦力跟壓力大小關系時，控制接觸面粗糙程度不變；探究滑動摩擦力跟接觸面粗糙程度關系時，控制壓力大小不變；
（4）探究滑動摩擦力是否和速度大小有關，保持壓力大小和接觸面的粗糙程度一定，使物體在不同的速度下進行勻速直線運動．

解答 解：
（1）用彈簧測力計水平向右勻速直線拉動木塊時，則木塊在水平方向都受到拉力和摩擦力作用，這兩個力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上、作用在同一個物體上，是一對平衡力；
（2）比較甲、乙兩圖發(fā)現(xiàn)：接觸面的粗糙程度相同，但是壓力不同，乙圖中木塊對木板的壓力比甲圖中大，所以F₁＜F₂，木塊做勻速直線運動，此時拉力與摩擦力是一對平衡力，因此 f₁＜f₂，由此可以得出：在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，摩擦力越大；
（3）比較甲、丙兩圖發(fā)現(xiàn)：壓力相同，但是接觸面的粗糙程度不同，甲圖比丙圖接觸面粗糙，所以F₁＞F₃，由此可以得出：在壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大；
（4）甲（或乙或丙）圖的器材，壓力不變，接觸面粗糙程度不變，使木塊以不同的速度進行勻速直線運動，觀察彈簧測力計的示數(shù)．
故答案為（1）拉；摩擦；一對平衡力；（2）＜；＜；在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，摩擦力越大；（3）＞；在壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大；（4）利用甲（或乙或丙）圖的器材，用彈簧測力計分別以不同的速度勻速直線拉動木塊，觀察測力計的示數(shù)是否相同．

點評 本題應用了控制變量法，應用控制變量法分析圖示實驗即可正確解題．