Question

6．小明用弹簧测力计、正方体木块、水平长木板、砝码等器材“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验．

（1）如图甲所示，用弹簧测力计拉木块在水平长木板上做匀速直线运动，由二力平衡可知，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数．
（2）小明用弹簧测力计匀速拉木块进行了图甲、乙所示的实验操作，记录数据为表中1、2，由此得到的结论是压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．

实验序号	接触面	压力/N	滑动摩擦力/N
1	木块的正面与木板	2.0	0.4
2	木块的正面与木板	2.5	0.5
3	木块的侧面与木板	2.0	0.6

（3）表中第1和3两次实验中木块受到的滑动摩擦力不同的可能原因是D
A．两次拉动速度不同                B．两次木块对木板的压力不同
C．木块正面和侧面的接触面积不同   D．木块正面和侧面的粗糙程度不同
（4）采用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时，发现弹簧测力计示数不稳定，很难读数，其原因是很难保持木块做匀速直线运动．为解决上述问题，小丽对实验装置进行了改进，用图丙所示的装置进行实验，解决了上述问题，这是因为无论长木板怎样运动，木块都处于静止状态，便于读数．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡的原理，必须使物体做匀速直线运动才行；
（2）（3）滑动摩擦力的大小跟压力、接触面的粗糙程度有关，在实验中要用到控制变量法，研究摩擦力和接触面的粗糙程度是否有关时，要控制压力一定；研究摩擦力和压力是否有关时，要控制接触面的粗糙程度相同；
（4）此实验的思路是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，因此是否能保持正方体木块匀速直线运动或静止状态是实验是否合理的关键．

解答 解：（1）让木块做匀速直线运动，此时弹簧测力计的拉力与摩擦力才是一对平衡力，根据二力平衡条件，拉力才等于摩擦力；
（2）比较甲和乙两组数据可知，压力一定时，甲的摩擦力f_甲=F_甲=0.4N，乙的摩擦力f_乙=F_乙=0.5N，说明压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）表中第1和3两次实验中，压力相同，接触面不同，滑动摩擦力不同，造成这一结果的原因可能是木块正面和侧面的粗糙程度不同，即D符合题意；
（4）根据二力平衡的知识可知，要让木块在水平板面上做匀速直线运动，只有这样才可以测出摩擦力；由于在拖动正方体木块时，很难让木块保持匀速直线运动状态，才导致了弹簧测力计的示数不稳定；
用图丙所示的装置进行实验，当拉动长木板运动的过程中，正方体木块保持静止状态，根据二力平衡的条件知：此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小．无论长木板是否做匀速直线运动，正方体木块都处于静止状态（即平衡状态），这样拉力等于摩擦力，而且无论拉木板速度多少，摩擦力都一样，不改变摩擦力大小．所以容易读数．
故答案为：（1）二力平衡；（2）压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（3）D；（4）很难保持木块做匀速直线运动；无论长木板怎样运动，木块都处于静止状态，便于读数．

点评 此题是探究影响滑动摩擦力的因素，主要考查了对二力平衡条件的应用及控制变量法．在此实验中要拉动木块做匀速直线运动，要研究滑动摩擦力与一个量的关系，需要控制另一个量不变．