Question

15．小剛同學(xué)在學(xué)習(xí)了滑動摩擦力之后，認(rèn)為兩物體間的滑動摩擦力的大小可能與兩物體的接觸面積有關(guān)，于是他通過實驗探究這個問題．
（1）他用圖甲做實驗，應(yīng)該拉動木塊作勻速直線運(yùn)動，此時彈簧測力計的指針位置如圖甲所示，它的示數(shù)是1.6 N．
（2）他發(fā)現(xiàn)采用圖甲的實驗裝置測量木塊與長木板之間的摩擦力時，彈簧測力計示數(shù)步穩(wěn)定，很難讀數(shù)，其原因是很難保持木塊做勻速直線運(yùn)動．
（3）為了解決彈簧測力計不穩(wěn)定的問題，該同學(xué)對圖甲裝置進(jìn)行改進(jìn)，采用圖乙進(jìn)行實驗，木塊與彈簧測力計相連，木塊與彈簧測力計相連，彈簧測力計水平固定，通過細(xì)繩水平拉動木板，使木板在木塊下面滑動，就解決了上述問題，這是因為無論長木板怎樣運(yùn)動，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)．
（4）他用彈簧測力計測出木塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動時的摩擦力，然后將木塊沿豎直方向鋸掉一半，測得摩擦力的大小也變?yōu)樵瓉淼囊话�，他由此得出：�?dāng)接觸面的粗糙程度一定時，接觸面越小，摩擦力越小，你認(rèn)為他的結(jié)論正確嗎？為什么？不正確，沒有控制壓力相同

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖示彈簧測力計確定其分度值，然后讀出其示數(shù)；
（2）（3）木塊很難勻速，木塊不勻速，彈簧測力計的示數(shù)就不穩(wěn)定，另外彈簧測力計是運(yùn)動的，不好讀準(zhǔn)示數(shù)．運(yùn)動相對的，我們可以采用木塊不動，拉動木板，這樣彈簧測力計是靜止的，便于讀數(shù)．而且，木板的運(yùn)動不要求勻速，便于操作；
（4）探究摩擦力與接觸面積的關(guān)系時，應(yīng)控制接觸面粗糙程度和壓力大小相同而物體間的接觸面積不同．

解答 解：
（1）由圖甲所示測力計可知，其分度值為0.2N，示數(shù)為1.6N；
（2）由于在拖動正方體木塊時，很難讓木塊保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，才導(dǎo)致了彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定；
（3）當(dāng)拉動長木板運(yùn)動的過程中，正方體木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡的條件知：此時彈簧測力計的示數(shù)等于摩擦力的大小．無論長木板是否做勻速直線運(yùn)動，正方體木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)（即平衡狀態(tài)），這樣拉力等于摩擦力，而且無論拉木板速度多少，摩擦力都一樣，不改變摩擦力大�。�所以容易讀數(shù)；
（4）在探究滑動摩擦力的大小與接觸面積大小的關(guān)系，他們應(yīng)控制面的粗糙程度和壓力大小不變，改變接觸面積大��；實驗中將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�由此得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小是錯誤的，因為接觸面積減小一半的同時壓力也減小一半．
故答案為：（1）1.6；（2）很難保持木塊做勻速直線運(yùn)動；（3）無論長木板怎樣運(yùn)動，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)；（4）不正確，沒有控制壓力相同．

點評 此題是探究影響摩擦力的大小與什么因素有關(guān)的實驗，考查了對實驗的評析及二力平衡條件在實驗中的應(yīng)用，把握住是否能保持正方體木塊勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)，另外此實驗還考查了控制變量法的應(yīng)用．