Question

9．如图所示是小华物理学习小组探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验．

（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，根据二力平衡的原理，得出滑动摩擦力与拉力大小相等．
（2）观察图甲、丙，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₃，说明：压力一定时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大．
（3）在实验后交流的过程中，小华发现有同学设计的实验装置如图所示，实验时，在托盘中放入适量的砝码，使木块做匀速直线运动．（滑轮的摩擦不计）
请回答下列问题：
①为了测木块滑动摩擦力，需要测量物理量是D（填编号）．
A．木板的质量m_l              B．木块的质量m₂
C．砝码的质量m₃             D．托盘和砝码的总质量m_4⊕
托盘落地后，木块继续在木板上向前运动，受到的滑动摩擦力f₂，则f₁等于f₂．（选填“大于”、“等于”或“小于”）

Answer 1

分析 （1）木块只有在做匀速直线运动时，受到弹簧测力计的拉力才等于受到的摩擦力；
（2）滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关．探究滑动摩擦力跟压力大小关系时，控制接触面粗糙程度不变；探究滑动摩擦力跟接触面粗糙程度关系时，控制压力大小不变．压力一定时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大；
（3）在图2的设计中，对木块的拉力来自托盘的砝码的总重力，因此需要测量二者的质量；探究摩擦力是否变化，看压力和接触面的粗糙程度是否变化．

解答 解：
（1）实验时为了测出滑动摩擦力大小，应使弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动，此时摩擦力和拉力是一对平衡力，根据二力平衡，可知此时滑动摩擦力与拉力大小相等；
（2）甲、丙两图压力相同，接触面粗糙程度不同，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₃，说明：压力一定时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大．
（3）①因为图2的设计中，对木块的拉力来自托盘的砝码的总重力，所以为了测量木块的滑动摩擦力，需要测量的物理量是托盘和砝码的总质量m₄；
托盘落地后，木块继续向前运动，压力和接触面的粗糙程度没有改变，所以受到的滑动摩擦力f₂等于f₁．
故答案为：（1）匀速直线；二力平衡；（2）越大；（3）①D；等于．

点评 掌握滑动摩擦力大小的影响因素是压力大小和接触面的粗糙程度，能利用掌握二力平衡条件在测量摩擦力中的应用，掌握滑动摩擦力大小的影响因素，能正确运用控制变量法探究滑动摩擦力大小跟各影响因素之间的关系是解答本题的关键．