Question

6．如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验．铜块和木块的大小和形状完全相同．在实验前，小明提出了以下几种猜想：
猜想一：滑动摩擦力的大小与压力的大小有关
猜想二：滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关
猜想三：滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小有关

（1）实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动．
（2）同学们在实验时还发现：在铜块没有被拉动时，弹簧测力计也有示数，且示数会变化．他请教老师，知道可用F-t图象表示拉力随时间的变化情况．若实验开始拉动铜块直到铜块匀速滑动的F-t图象如图所示，其中0～4s木块处于静止状态，4～5s木块运动后改变拉力，使铜块5s后处于匀速直线运动状态．分析图象可知：要使铜块由静止开始运动，至少要用2.3N的水平拉力拉铜块；如果实验时铜块所受的拉力是2N，则下列对铜块所处状态的判断，正确的是：C
A．静止       B．匀速直线运动     C．静止或匀速直线运动       D．条件不足，无法判断
（3）比较甲、乙两图，可得到的结论是接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（4）图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使压力大小相同，比较乙、丙两图可得出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
（5）要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”，小明将木块和铜块做为一个整体竖着放置在长木板上，如戊图，测出滑动摩擦力的大小并与乙比较．你认为他的探究方案中存在的主要缺陷是：未控制粗糙程度相同．

Answer 1

分析 （1）实验过程中要控制木块做匀速直线运动．
（2）由图2可知要使木块由静止开始运动，至少要用多大的水平拉力拉木块；如果实验时木块所受的拉力是2N，有两种可能：①还没拉动，②拉动后匀速运动．
（3）（4）（5）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力，木块一定进行匀速直线运动；滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关．探究滑动摩擦力跟压力大小关系时，控制接触面粗糙程度不变；探究滑动摩擦力跟接触面粗糙程度关系时，控制压力大小不变．

解答 解：（1）应沿水平方向匀速拉动物体，使物体做匀速直线运动，此时滑动摩擦力等于拉力．
（2）由图2可知，要使木块由静止开始运动，至少要2.3N的水平拉力；如果实验时木块所受的拉力是2N，可能静止（还没拉动）、可能匀速运动，故选C．
（3）甲、乙两图接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计示数越大，滑动摩擦力越大，所以甲乙两图探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系；接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（4）乙、丙两图压力相同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，所以甲丙两图探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系．
（5）当所要研究的物理量与多个因素有关时，采用的探究方法应是控制变量法．
 要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”，小明将木块和铜块做为一个整体竖着放置在长木板上，由图可知，他的探究方案中存在的主要缺陷是：接触面粗糙程度没有控制．
故答案为：（1）匀速直线；（2）2.3； C；（3）接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；（4）压力大小；接触面的粗糙程度；（5）未控制粗糙程度相同．

点评 掌握滑动摩擦力大小的影响因素，利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素．