Question

为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在老师的指导下做了一系列实验．以下是部分实验步骤（实验过程中保持长木板水平且固定）

第一次：把木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做匀速直线运动（如图甲），读出弹簧测力计的示数，并记入下表中；
第二次：把木块侧放在长木板上，用同样的方法拉木块（如图乙），记下相应的示数；
第三次：把两块相同木块叠在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉木块（如图丙），记下相应的示数．
（1）若已知每个木块的质量为2kg，请你帮助小明填全表格内的数据；（g=10N/㎏）
（2）比较

 

两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关；
（3）比较1、3两次实验数据，可以初步得出的结论

 

．
（4）木块与长木板间的动摩擦因数为

 

实验次数	木块对木板的压力/N	弹簧测力计的示数/N	滑动摩擦力/N
1		4.0
2		4.0
3		8.0

Answer 1

分析：（1）水平匀速拉动木块，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，由二力平衡条件可得，滑动摩擦力等于拉力．根据平衡条件求出滑动摩擦力，根据木块个数求出木块对木板的压力．
（2）探究摩擦力大小与接触面面积的关系，应控制接触面粗糙程度与压力大小相等而接触面的面积不同，分析表中数据，然后答题．
（3）分析表中1、3的实验数据，根据控制的变量与实验现象得出结论．
（4）根据公式：μ=

f

FN

求得摩擦因数．

解答：解：（1）木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数，根据二力平衡的原理，得到摩擦力的大小等于拉力．
一个木块对木板的压力为20N，则两个木块对木板的压力为40N，数据如下表所示

实验次数	对木板的压力/N	测力计的示数/N	滑动摩擦力/N
1	20	4.0	4.0
2	20	4.0	4.0
3	40	8.0	8.0

（2）由1、2两次实验数据可知，物体间接触面的粗糙程度与物体间的压力相同而接触面的面积不同，物体间的滑动摩擦力相同，由此可知，滑动摩擦力的大小与接触面积无关．
（3）比较第1、3两次实验数据可知，在物体间接触面的粗糙程度相同时，物体间的压力越大，物体受到的滑动摩擦力越大．
（4）根据公式：μ=

f

FN

求得摩擦因数：μ=

8

40

=0.2．
故答案为：（1）如上表所示；（2）1、2；（3）滑动摩擦力与压力正比（4）0.2

点评：本题考查了实验注意事项、实验现象分析，知道实验原理、应用控制变量法分析实验现象与实验数据，即可掌握解题．