Question

2．小明探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的过程如图所示．所用器材：甲、乙、丙中使用的均为同一木块，但乙中的木块在毛巾表面滑动．

（1）用弹簧测力计拉着木块在水平木板上滑动时，每次都要使木块做匀速直线运动．这是因为弹簧测力的拉力大小与木块受到的摩擦力大小相等．
（2）比较甲丙两图能说明滑动摩擦力的大小与压力的大小是否有关；比较甲乙两图能说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关．（以上填“甲乙”、“乙丙”或“甲丙”）
（3）比较乙、丙两图，你能得出正确结论吗？答：不能．（填“能”或“不能”）
（4）如果要研究滑动摩擦力与接触面积大小是否有关，应控制压力大小、接触面粗糙程度一样，只改变接触面积大小．
（5）小明在实验时还发现：在木块没有被拉动前，弹簧测力计也有示数，且示数会变化．该现象表明：物体在静止时也可以受到摩擦力的作用，且该力的大小与拉力的大小有关．他请教老师，知道可用F-t图象表示拉力随时间的变化情况．若某次实验开始拉动木块直到木块匀速滑动的F-t图象如图丁所示，其中0～4s木块处于静止状态，分析图象可知：要使木块由静止开始运动，至少要用2.3N的水平拉力拉木块；如果实验时木块所受的拉力是2N，则下列对木块所处状态的判断，正确的是C
A．静止     B．匀速直线运动     C．静止或匀速直线运动    D．条件不足，无法判断．

Answer 1

分析 （1）物体在水平方向受到两个力的作用，且做匀速直线运动，所以物体受到的这两个力是一对平衡力．
（2）探究影响滑动摩擦力与哪些因素有关的实验要采用控制变量法．
（3）乙丙两图压力的大小、接触面积的粗糙程度均不同，违反了控制变量法，所以不能得出正确的结论．
（4）根据控制变量法和影响滑动摩擦力的因素进行设计实验．
（5）由图丁可知要使木块由静止开始运动，至少要用多大的水平拉力拉木块；如果实验时木块所受的拉力是2N，有两种可能：①还没拉动，②拉动后匀速运动．

解答 解：
（1）木块在水平木板上运动，受到的摩擦力是水平方向的，为了使拉力和摩擦力成为一对平衡力，弹簧测力计必须沿水平方向拉动木块，并使木块作匀速直线运动；
（2）比较甲、丙两图可知：两此实验的接触面的粗糙程度不变，压力的大小不同，弹簧测力计的示数不同，所以能说明滑动滑动摩擦力的大小与压力的大小是否有关；
比较甲、乙两图可知：两此实验的压力大小不变，接触面的粗糙程度不同，弹簧测力计的示数不同，所以能说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关．
（3）不能；因压力的大小、接触面的粗糙程度均不同违反了控制变量法，所以不能得出正确的结论．
（4）探究摩擦力大小与接触面积是否有关时，应控制压力和接触面粗糙程度不变，改变接触面积的大小．
（5）在木块没有被拉动前，弹簧测力计也有示数，且示数会变化．该现象表明：物体在静止时也可以受到摩擦力的作用，且该力的大小与拉力的大小有关；
由图丁可知，要使木块由静止开始运动，至少要2.3N的水平拉力；
如果实验时木块所受的拉力是2N，可能静止（还没拉动）、可能匀速运动．故选C．
故答案为：（1）匀速直线；（2）甲丙；甲乙；（3）不能；（4）压力大小；接触面粗糙程度；（5）摩擦；拉；2.3；C

点评 本题为探究摩擦力的大小与哪些因素有关的实验题，考查了二力的平衡条件、控制变量法的使用、分析实验数据得出结论的能力，要求灵活运用所学知识分析回答！