题目内容

9.如图A、B是同种材料制成的大小不同的正方体,他们表面的粗糙程度相同,将它们分别按照甲、乙所示叠放,用弹簧秤水平拉动它们一起在同一水平桌面上运动.当它们匀速运动时,回答下列问题:
(1)图甲中,弹簧秤的示数是0.8N,画出A所受力的示意图;
(2)图甲、乙中:桌面受到的压力大小分别是F甲、F乙,两者大小关系是F甲=F乙;桌面受到的压强大小分别是P甲、P乙,大小关系是p甲>p乙.
(3)有一种猜想认为摩擦力大小与受力面积大小无关.若要利用这个实验来验证,你想观察到怎样的实验现象?在两图中,分别拉动物体沿水平方向做匀速直线运动时,测力计示数不变;
(4)若要利用这个实验来探究摩擦力大小与运动速度大小之间是否有关,实验时需要控制压力和接触面粗糙程度不变,改变运动速度大小.

分析 (1)由测力计分度值读数;分析受力情况,画出A所受力的示意图;
(2)物体对支持面的压力大小等于重力大小;根据p=$\frac{F}{S}$分析桌面受到的压强大小关系;
(3)根据二力平衡分析测力计示数等于摩擦力大小;
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,据此分析实验现象;
(4)探究摩擦力大小与运动速度大小的关系时,要控制压力大小和接触面的粗糙程度不变,只改变速度大小.

解答 解:
(1)测力计分度值为0.2N,示数为0.8N;因A随B做匀速直线运动,A相对于B没有相对运动的趋势,故A在水平方向下不受摩擦力的作用,只受重力G和支持力F的作用,如下所示:

(2)物体对支持面的压力大小等于重力大小,图甲、乙中:桌面受到的压力大小分别是F甲、F乙,两者大小关系是F甲=F乙;根据p=$\frac{F}{S}$,甲中受力面积小,桌面受到的压强大小关系是 p甲>p乙;
(3)因沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,测力计示数等于摩擦力的大小.
因摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,由于两个因素都没有变化,故拉动物体沿水平方向做匀速直线运动时,滑动摩擦力不变,在两图中,分别拉动物体沿水平方向做匀速直线运动时,测力计示数不变;
(4)若要利用这个实验来探究摩擦力大小与运动速度大小之间是否有关,实验时需要控制压力大小和接触面的粗糙程度不变,只改变速度大小.
故答案为:(1)0.8N;如上所示;(2)F甲=F乙;p甲>p乙;(3)在两图中,分别拉动物体沿水平方向做匀速直线运动时,测力计示数不变;(4)压力和接触面粗糙程度;运动速度大小.

点评 本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查力的示意图、压强大小比较、实验原理及控制变量法的运用,体现了对过程和方法的考查.

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