Question

10．用如图所示的装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”．

（1）实验时小明将木块放在粗糙程度相同的水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动，示数如图甲所示，这样做的目的是利用滑动摩擦力与拉力二力平衡，大小相等，从而测出摩擦力的大小．
（2）小明在用同一装置做实验时，发现弹簧测力计示数时大时小，某时刻测力计示数如图乙所示，此时木块受到的滑动摩擦力为2.2N．
（3）在木块上加放砝码，重复图甲操作，发现弹簧测力计示数将变大（变小/不变/变大）．
（4）小明对实验装置进行了改进，如图丙所示．他拉着下面足够长的木板沿水平面向左加速运动，读出弹簧测力计示数，此时木块受到的是滑动（静/滑动）摩擦力，方向水平向左，大小等于（等于/不等于）弹簧测力计示数．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡的知识分析木块为什么要做匀速直线运动；
（2）摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与拉力大小无关；
（3）在接触面的粗糙程度不变时，增大加力可以增大摩擦力；
（4）对改进后的装置进行分析，可得出木块所受摩擦力的情况．

解答 解：（1）摩擦力和弹簧测力计的拉力是水平方向上一对方向相反的力，若木块匀速直线运动，匀速直线运动状态就是一对平衡状态，此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力，读出弹簧测力计的示数，就等于摩擦力；
（2）弹簧测力计示数时大时小，但并不影响摩擦力的大小，压力和接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力不变，仍为2.2N；
（3）在接触面的粗糙程度不变时，在木块上加放砝码，相当于增大了压力，再重复图甲操作，会发现弹簧测力计示数将变大，说明摩擦力变大了；
（4）由图丙可知，当拉着下面足够长的木板沿水平面向左加速运动时，木块与木板之间发生的是相对滑动，所以产生的是滑动摩擦力．木板向左运动，木块相对于木板向右运动，所以木块受到的摩擦力方向水平向左．由于木块与弹簧测力计之间相对静止，所以摩擦力大小等于弹簧测力计的示数．
故答案为：（1）水平；利用滑动摩擦力与拉力二力平衡，大小相等，从而测出摩擦力的大小；
（2）2.2；（3）变大；（4）滑动；左；等于．

点评 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中我们应注意两种研究方法与一个物理原理的合理利用，两个方法是控制变量法和转换法（将摩擦力转换为弹簧测力计的拉力）；一个物理原理是二力平衡原理（在物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力平衡）．