Question

12．小明同学研究影响滑动摩擦力大小的因素，实验如图．

（1）实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据二力平衡知识，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力．
（2）小明设计了如图所示的实验方案，通过实验得到了正确的结论．
①下列各种应用中，利用了上图实验结论的是B（选填字母）．
A、汽车在结冰的路面行驶时，在车轮上缠绕铁链
B、用力压住橡皮，擦去写错的字
C、移动很重的石块时，在地上铺设滚木
②甲图中物体运动的速度大小为v₁，乙图中物体运动的速度大小为v₂，实验过程中，关于v₁和v₂的大小，下列说法正确的是D．（选填字母）
A、v₁一定大于v₂ B、v₁一定小于v₂
C、v₁一定等于v₂  D、v₁可以大于、等于或小于v₂．
（3）小明利用甲、乙图所示的方案，控制其他物理量不变，改变压力，将得到的实验数据记录在表格中，通过描点作图可以得到物体受到滑动摩擦力f与压力F_压成正比，其变化规律可以表示成f=kF_压，则k=0.25．通过分析k的含义可知，接触地面越粗糙．k值越大．（选填“越大”或“越小”）

压力F压/N	2	4	6	8
滑动摩擦f/N	0.5	1.0	1.5	2.0

（4）实验结束后，小明同学又想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，他用弹簧测力计测出木块在水平面上的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半．他由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小．你认为她的结论正确吗？不正确（选填“正确”、“不正确”），理由是没有控制压力大小不变．

Answer 1

分析 （1）实验中要用到弹簧测力计间接测量滑动摩擦力的大小；实验中研究的是木块受到的滑动摩擦力的大小，弹簧测力计测量的是木块受到的拉力，只有木块做匀速直线运动时拉力的大小才等于摩擦力．
（2）首先分析图得出摩擦力大小与压力大小的关系，然后根据选项进行分析；
（3）根据表格中数据由给出的公式可求出k的值；
根据公式f=kF_压可知，压力相同，接触面越粗糙，摩擦力越大，k值越大；
（4）实验中，研究摩擦与其中一个量时要控制其它的量不变，据此判断．

解答 解：（1）实验中应用到弹簧测力计间接测量摩擦力的大小，实验过程中，应使物体水平向右做匀速直线运动，根据二力平衡条件，此时拉力与摩擦力是一对平衡力．
（2）①图中甲、乙两图，接触面的粗糙程度相同，压力不同，摩擦力不同，且压力越大，滑动摩擦力越大；
A、汽车在结冰的路面行驶时，在车轮上缠绕铁链，是通过改变接触面的粗糙程度改变摩擦力的，A不符合结论；
B、用力压住橡皮，擦去写错的字，是通过改变压力大小改变摩擦力的，B符合结论；
C、移动很重的石块时，在地上铺设滚木，将滑动摩擦力变为滚动摩擦力来减小摩擦，C不符合结论；
故选B；
②只要拉动物体做匀速直线运动，物体受到的拉力就与摩擦力平衡，大小相等．所以v₁可以大于、等于或小于v₂．
故选D；
（3）由公式f=kF_压得，k=$\frac{f}{{F}_{压}}=\frac{0.5N}{2N}$=0.25，压力相同，接触面越粗糙，摩擦力越大，由公式可知，k值越大；
（4）小明同学又想探究摩擦力是否与接触面的大小有关实验中，要控制压力大小，接触面的粗糙程度不变，只改变接触面积大小；
将木块沿竖直方向锯掉一半，此时接触面积变小，而压力也同时变小，不符合控制变量法的要求，因此得出的结论不可靠．
故答案为：
（1）匀速直线二力平衡；（2）①B；   ②D；
（3）0.25；     越大；
（4）不正确；没有控制压力相同．

点评 本题是探究影响滑动摩擦力因素的实验，考查了控制变量法、转换法、二力平衡条件及数据处理能力、影响摩擦力大小因素的应用．