Question

14．如图1是小明“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验．小明测得实验数据如下：

（1）第1组实验时，小明拉木块的速度跟时间关系如图，则木块做匀速直线运动．此时弹簧的拉力F=0.4N，0～6s内拉力F做功的功率是0.008W．
（2）为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关，应该选第3组和第（1）组进行比较；这时第3组实验中，木块对砂纸的压力大小应为2.0 N．
（3）在第1组实验中，不改变对接触面压力的大小，改用1N的力水平拉动木块，则木块此时的摩擦力是0.4N，木块的运动状态应该是加速运动（选填“静止”、“匀速运动”或“加速运动”）．

序号	接触面	压力/N	滑动摩擦力/N
1	木块与木板	2.0	0.4
2	木块与木板	2.5	0.5
3	木块与砂纸		0.6

Answer 1

分析 （1）根据图2确定物体的运动状态，由二力平衡的条件，根据表中数据确定拉力大小；根据P=$\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}$Fv求功率；
（2）（3）影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，根据图中现象分析回答；
物体在非平衡力的作用下做变速运动．

解答 解：（1）由图2知，物体以v=0.02m/s的速度做匀速直线运动，受到的拉力与滑动摩擦力为一对平衡力，由表中对应的数据知，此时因滑动摩擦力大小为0.4N，故拉力大小为为0.4N，因P=$\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}$Fv，故0～6s内拉力F做功的功率是：
P=Fv=0.4N×0.02m/s=0.008W；
（2）探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关，要控制压力大小相同，故应该选第3组和第（1）组进行比较；这时第3组实验中，木块对砂纸的压力大小与第1组实验压力相同，应为2.0N；
（3）在第1组实验中，改用1N的力水平拉动木块，因影响滑动摩擦力的两个因素：压力大小和接触面的粗糙程度不变，故木块此时的摩擦力不变，是0.4N；
因1N＞0.4N，故木块受非平衡力的作用，其运动状态应该是加速运动．
故答案为：（1）匀速直线；0.4；0.008；（2）（1）；2.0；（3）0.4；加速运动．

点评 本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查二力平衡的知识、功率的计算、控制变量法的运用及力与运动的关系．