Question

4．在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验时，粗糙程度均匀的长木板一块，质量相等的木块和铝块各一个，弹簧测力计一只．

（1）小张同学用在竖直方向调好零刻度线的弹簧测力计测出木块的重力如图2所示，则木块的质量为160g．
（2）他将木块放在水平木板上，拉动木块使其做匀速直线运动，拉力如图3所示，由二力平衡原理可知木块受到的摩擦力为1.4 N，你认为木块受到的摩擦力测量值比实际值偏小（填 偏大或 偏小）
（3）修正实验后，他用拉力F₁拉动木块以1m/s的速度使其在在水平木板上做匀速直线运动，摩擦力为f₁，后用拉力F₂拉动木块以2m/s的速度使其在在水平木板上做匀速直线运动，摩擦力为f₂，则f₁等于f₂．（填大于、等于、小于）
（4）如图1中他都用弹簧测力拉着物块使其在长木板上做匀速直线运动
①甲、丙两图所示的实验说明：滑动摩擦力的大小与压力大小有关．
②丙图中铝块受到摩擦力大小为0N．
③丁图中铝块受到的摩擦力大小等于乙图中铝块受到的摩擦力大小（填大于、等于、小于）
④甲、乙两图所示的实验说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．

Answer 1

分析 （1）使用弹簧测力计时，首先要明确其分度值，读数时视线与指针所在刻线相直，根据G=mg计算木块的质量；
（2）做匀速直线运动的物体受到的力平衡力，此实验的思路是让木块保持匀速直线运动，利用二力平衡的条件，通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小，弹簧测力计的读数，观察每一个大格和每一个小格代表的示数，从小数字读向大数字；
弹簧测力计在竖直方向上使用时，在竖直方向上调零；弹簧在水平方向上使用时，在水平方向上调零，弹簧测力计在竖直方向调零时，由于弹簧测力计的挂钩受到重力作用，零点偏下，当弹簧测力计水平使用时，弹簧测力计挂钩的重力对水平使用没有影响，所以零点偏向拉环处；
（3）影响摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度；与物体的运动速度无关；
（4）①分析图甲、丙所示实验，根据实验控制的变量与实验现象得出结论；
②根据铝块的运动状态求出摩擦力；
③根据影响滑动摩擦力大小的因素分析答题；
④分析图甲、乙所示实验，根据实验控制的变量与实验现象得出结论．

解答 解：
（1）由图2知，弹簧测力计的分度值为0.2N，此时指针指在“1后3小格处，所以木块的重力为1.6N，木块的质量为m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1.6N}{10N/kg}$=0.16kg=160g；
（2）用弹簧测力计水平向左拉动一个长方体木块，使其作匀速直线运动，所以拉力和摩擦力是一对平衡力，摩擦力大小等于拉力；
由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.4N．由二力平衡条件得，摩擦力也为1.4N；
当弹簧测力计在竖直方向调零时，挂钩受到重力作用，零点远离拉环．当弹簧测力计水平使用时，挂钩的重力对测量没有影响，零点靠近拉环，所以弹簧测力计在竖直调零，在水平拉动木块时，测出的滑动摩擦力小于实际的滑动摩擦力；
（3）由于木块做匀速直线运动，所受摩擦力和拉力平衡，根据二力平衡，则摩擦力大小等于拉力，又因为影响摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程，与物体的运动速度无关，所以当木块速度改变时，摩擦力不变，故f₁=f₂；
（4）①由甲、丙两图可知，物体间接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，物体受到的滑动摩擦力不同，由此可知：滑动摩擦力的大小与压力大小有关；
②铝块与木块相对静止，铝块与木块间既没有相对运动，也没有相对运动趋势，铝块不受摩擦力，摩擦力为0N；
③物体间的滑动摩擦力由接触面的粗糙程度和物体间的压力决定，由图乙与图丁所示实验可知，铝块与桌面接触面的粗糙程度、物体间的压力相等，铝块受到的滑动摩擦力相等；
④由甲、乙两图可知，物体对水平面的压力相同而物体间接触面的粗糙程度不同，物体受到的滑动摩擦力不同，由此可知：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
故答案为：（1）160；（2）二力平衡；1.4；偏小；（3）等于；（4）①滑动摩擦力的大小与压力大小有关；②0；③等于；④滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．

点评 本题考查了实验现象分析、测力计读数，对弹簧测力计读数时要先确定其分度值，然后再读数，读数时视线要与刻度线垂直；应用控制变量法分析图示实验即可正确解题．