Question

17．小明同学用图1、图2所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系．

（1）实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对平衡力；
（2）某次实验中弹簧测力计的指针位置如图1所示，拉力是1.6N；
（3）分析图2的图象可知：当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成正比；
（4）实验结束后，小亮同学想探究摩擦力是否与接触面积的大小有关，他用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，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．他由此得出结论：“当接触面的粗糙程度一定时，接触面积越小，摩擦力越小．”你认为他的结论正确吗？不正确，理由是：没有控制压力大小不变；
（5）小明同学喜欢动手用简易器材探究物理问题．某天，他用一块较长的木板N与木块M及弹簧测力计，按如下方法研究滑动摩擦力与压力的关系．先将长木板N平放，用弹簧测力计拉着木块M在N上做匀速直线运动，如图3，此时木块M所受滑动摩擦力为f_甲；然后再将N支起，仍然用弹簧测力计拉着木块M沿N斜向上做匀速直线运动，如图4，此时木块M所受滑动摩擦力为f_乙．请你判断这两种情况下，木块M受到的滑动摩擦力大小关系是：A
A．f_甲＞f_乙 B．f_甲＜f_乙 C．f_甲=f_乙  D．f_甲≤f_乙．

Answer 1

分析 （1）探究滑动摩擦力大小的影响因素时，弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示的是拉力的大小，要使滑动摩擦力等于拉力大小，必须使木块保持匀速直线运动．
（2）由图明确弹簧测力计的分度值，读出其示数；
（3）由摩擦力与压力关系的图象分析它们的关系；
（4）滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，探究与其中某一个因素的关系时要运用控制变量的思想；
（5）接触面的粗糙程度不变，斜面倾斜时，压力大小发生了变化，所以研究摩擦力大小与压力大小之间的关系．同时要掌握控制变量法的应用．

解答 解：
（1）弹簧测力计拉动木块在水平木板上匀速直线运动时，弹簧测力计的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力，可由拉力大小得到摩擦力的大小；
（2）由图1知，弹簧测力计的每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，弹簧测力计示数是1.6N，即拉力为1.6N；
（3）图2的图象可知：摩擦力与压力的图象是过原点的直线，当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成正比；
（4）因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时，应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变，将木块沿竖直方向截去一半后，虽然接触面的粗糙程度没变，但木块对接触面的压力减小了一半，所以得出了错误的结论；
（5）因木板及木块不变，故接触面的粗糙程度不变，因甲中物体在水平面上，甲中物体对木板的压力等于物体的重力，乙中物体在斜面上，乙中物体对木板的压力小于物体的重力，故甲中物体对木板的压力大于乙中物体对木板的压力，所以甲中物体受木板的摩擦力大．
故答案为：（1）匀速直线；平衡；（2）1.6；（3）正比；（4）不正确；没有控制压力大小不变；（5）A．

点评 能否正确使用控制变量法进行分析实验是解答此题的关键，同时要学会利用二力平衡的条件间接测出摩擦力的方法．