Question

19．如图1所示是小君“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验过程图：

（1）该实验要求用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做运动，根据二力平衡的原理，可知此时摩擦力与拉力大小相等．
（2）分析图甲和丙，发现弹簧测力计示数F₁＜F₃，说明压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
（3）分析图甲和乙，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₂，说明滑动摩擦力的大小还与压力的大小有关．
人们通过大量实验进一步证明：接触面粗糙程度一定时，滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比．如图丁所示，在图丙中物块A上叠放一块与之等重的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起做匀速直线运动．弹簧测力计示数为F₄，则F₄：F₃=2：1；
（4）小君在本次实验中运用到的研究方法是控制变量法和等效替代法．
（5）小霞发现小君在上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定．于是她改进了实验装置．如图2所示．当她拉出水平板的过程，却仍发现弹簧测力计示数依然不稳定，你认为出现该情况的原因可能是木板表面粗糙程度不同．

Answer 1

分析 （1）实验时，注意应使物体做匀速直线运动，根据二力平衡可知摩擦力等于拉力；
（2）影响滑动摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度；压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大．

解答 解：
（1）当物体保持静止或做匀速直线运动时受平衡力，此时滑动摩擦力等于测力计的拉力，因此，这里是利用了二力平衡的知识；
（2）比较甲、丙两图，压力相同，丙图中接触面粗糙，丙弹簧测力计的示数大，即摩擦力大，说明滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关，压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）接触面的粗糙程度相同，摩擦力大小与压力成正比，丁的压力是丙的2倍，可知丁的摩擦力是丙的2倍，即F₄：F₃=2：1；
（4）实验时，用弹簧测力计拉木块使它在水平木板（或毛巾）上做匀速直线运动，根据二力平衡知识可知，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数．这种物理方法在物理学中叫等效代替法，这个实验中还用到另一个方法是控制变量法；
（5）根据影响摩擦力的因素可知，在压力不变的情况下，弹簧测力计的示数不稳定，即摩擦力是变化的，说明木板表面的粗糙程度不同．
故答案为：（1）二力平衡的；
（2）压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）2：1；
（4）控制变量法；等效替代法；
（5）木板表面粗糙程度不同．

点评 本题考查探究摩擦力大小与什么因素有关，注意实验中应用的研究方法：控制变量法、等效替代法以及二力平衡原理等．