Question

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如图所示的甲、乙两种实验方案，实验中不计弹簧测力计的重力．
（1）如图甲，甲组同学将长木板放在水平桌面上，沿水平方向缓慢地拉动测力计，使木块做匀速直线运动，读出______，即为滑动摩擦力的大小．实验中同学们发现很难读数，原因是：______．
（2）乙组同学按如图乙所示装置进行实验：将木块用测力计水平拉住，测力计另一端固定在桌上一侧；细线一端和砂桶连接，另一端跨过定滑轮和长木板水平相连．实验时在砂桶中加砂，使长木板运动．若长木板匀速运动，木块和长木板之间的滑动摩擦力______测力计读数；若长木板加速运动，则木块和长木板之间的滑动摩擦力______测力计读数．（均选填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）所以从实验误差及操作方面考虑，应选择______方案，理由是______．

Answer 1

解：（1）测力计水平拉动物体时，测力计显示拉力大小，当物体进行匀速直线运动时，物体在水平方向的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，滑动摩擦力大小等于拉力大小，
所以读出测力计的示数就是滑动摩擦力的大小．
实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性，很难读数，原因是：难于控制木块做匀速直线运动；
（2）无论木板进行匀速、加速、减速运动时，木块相对桌子总是静止的，木块水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以测力计示数不变，总是等于滑动摩擦力大小．
（3）从实验误差方面来看：应选择乙方案，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）弹簧测力计的示数；难于控制木块做匀速直线运动；
（2）等于；等于；
（3）乙；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，弹簧测力计是静止的，读数容易读得准确．
分析：（1）测力计水平拉动物体时，测力计显示拉力大小，物体在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用，当物体进行匀速直线运动时，滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，滑动摩擦力大小等于拉力大小；控制木块做匀速直线运动比较困难，对运动者的弹簧测力计难于读数．
（2）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，压力大小不变，接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力大小不变．无论木板进行匀速、加速、减速时，木块受到木板的滑动摩擦力大小是不变的，木块相对桌子来讲是静止的，木块水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以测力计示数不变．
（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；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．
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．