题目内容

11．小明用如图所示的装置，探究摩擦力的大小与哪些因素有关．
（1）实验时，小明将木块放在水平木板上，弹簧测力计沿水平方向拉动木块，并使木块做匀速直线运动．这里摩擦力的大小是通过测出拉力的大小，利用二力平衡的知识间接测得的，这属于物理学中研究问题的转换法．
（2）实验时，小明记录了部分数据，如下表所示：
序号木块放置情况木板表面情况压力/N弹簧测力计/N
1平放木板61.2
2平放木板81.6
3平放木板102.0
4平放木板上铺棉布61.8
5平放木板上铺毛巾63.0
①分析序号1、2、3的三组数据可知：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关，滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F大小的关系式是f=f=0.2F．
②如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，应选序号为1、4、5的三组数据进行分析．
（3）整个实验探究中，小明采用的实验探究方法是控制变量法．

分析 （1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力，根据二力平衡条件，木块一定进行匀速直线运动；
（2）a、要探究滑动摩擦力大小与压力的关系，需保持接触面的粗糙程度相同，结合表格中数据进行分析即可；
b、要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，需保持压力大小相同，接触面的粗糙程度不同．
（3）整个实验探究中，采用的实验探究方法是控制变量法．

解答 解：（1）在实验中弹簧测力计沿水平方向拉动木块，并使木块作匀速直线运动，根据二力平衡知识，此时拉力大小与摩擦力相等；这属于物理学中研究问题的转换法；
（2）①、1、2、3组实验数据，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，可得滑动摩擦力大小与压力大小有关；
由数据知，压力增大几倍，滑动摩擦力便增大为原来的几倍，所以摩擦力与压力成正比，
设f=kF，
当F=6N时，f=1.2N，代入数据得：
1.2N=k×6N，
解得：k=0.2，
所以关系式为：f=0.2F；
②、1、4、5三组实验，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，可以探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系．
故答案为：（1）匀速直线运动；二力平衡；转换；（2）1、2、3；f=0.2F；1、4、5；（3）控制变量法．

点评 此题是探究摩擦力的大小与哪些因素有关的实验，考查了根据实验数据得出结论的能力，特别注意控制变量法的应用．

练习册系列答案
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水6020645
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