为了测定木块所受到的滑动摩擦力.两个实验小组分别设计了甲.乙两种实验方案.实验装置如图所示．实验中不计弹簧测力计的重力．甲方案:在水平实验桌面上将木板用线拉住.通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块.使木块在木板上面匀速滑动.此时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小．乙方案:将木板放在水平实验桌面上.用线通过弹簧测力计水平地� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

为了测定木块所受到的滑动摩擦力，两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案，实验装置如图所示．实验中不计弹簧测力计的重力．
甲方案：在水平实验桌面上将木板用线拉住，通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块，使木块在木板上面匀速滑动，此时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小．
乙方案：将木板放在水平实验桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，水平拉木板，当木块静止时，弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小．

（1）他们利用图甲所示装置进行了实验，先用弹簧测力计匀速拉着木块沿长木板滑动，此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对

平衡

力．
（2）在探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时，他们应控制接触面的粗糙程度不变，改变

压力

；实验中应用了

控制变量

的研究方法．
（3）实验中他们发现很难，很难读数，原因是：

实验时很难保持匀速直线运动

；为了解决上述问题，小明同学对实验装置进行了改进，如图14乙所示．利用该装置的优点是：

只需要拉动木板运动就行，不需要保持匀速运动

．
（4）所以从实验误差方面考虑，应选择

乙

方案．

分析：（1）对摩擦力的测量是采用“转换法”进行的，只有当弹簧测力计拉动木块匀速运动时，拉力才与摩擦力成为一对平衡力，它们大小相等；
（2）滑动摩擦力的大小跟压力大小、接触面的粗糙程度有关，研究其中一个时，根据控制变量法，应控制另一个量保持不变；
（3）甲方案是让木块处于匀速直线运动状态，来保证摩擦力等于拉力，不容易控制；
（4）乙方案是让物体处于静止状态来保证摩擦力等于拉力，容易实现；

解答：解：（1）弹簧测力计测量摩擦力，利用了二力平衡的知识，当木块做匀速直线运动时，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；
（2）探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时，根据控制变量法可知，需要控制接触面的粗糙程度相同，只需改变压力大小；
（3）①甲方案中水平方向上木块受到拉力和摩擦力的作用，弹簧测力计的示数显示的是拉力的大小，只有木块匀速直线运动时，摩擦力和拉力的一对平衡力，摩擦力的大小等于拉力大小．实验时很难保持匀速直线运动，造成误差；
②滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，在乙方案中两者都没有发生变化，木板是匀速直线运动还是变速直线运动，都不会改变木块受到的摩擦力的大小，木块总是静止的，所以摩擦力总和拉力相同；速度大小不影响实验结果，只需要拉动木板运动就行，不需要保持匀速运动，此方案误差很小；
（4）乙方案，因为在甲方案中，要保持木块的匀速运动中读数，不容易读得准确．乙方案中，弹簧秤是静止的，读数容易读得准确．
故答案为：（1）平衡；（2）压力；控制变量；（3）实验时很难保持匀速直线运动；只需要拉动木板运动就行，不需要保持匀速运动；（4）乙．

点评：探究实验的设计必须遵循科学性原则，简便性原则，可操作性原则以及准确性原则．此题考查学生在两个实验方案中，就可操作性以及准确性方面做出正确判断的能力．