题目内容

15.为了探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,小明做了图1所示的实验.

(1)实验中,小华每次让弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,这样做的目的是:使测力计的示数等于摩擦力的大小.
(2)比较乙图和丙图中弹簧测力计的示数得出结论在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大.
(3)实验中,小华发现弹簧测力计的示数经常不稳定,为此,做了如图2的改进,其中的好处是不需要匀速拉动木板,木块始终处于相对静止状态,便于操作和读数.

分析 (1)弹簧测力计拉动物体时,弹簧测力计显示拉力大小,物体在水平面上进行匀速直线运动时,水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等.
(2)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关.当接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大.当压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
(3)木块很难匀速,木块不匀速,弹簧测力计的示数就不稳定,另外弹簧测力计是运动的,不好读准示数.运动相对的,我们可以采用木块不动,拉动木板,这样弹簧测力计是静止的,便于读数.而且,木板的运动不要求匀速,便于操作.

解答 解:(1)实验时,使木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动,木块处于平衡状态,木块受到的摩擦力与测力计的拉力是一对平衡力,由平衡条件可知,木块受到的摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数.
(2)由图甲和图乙可知,物体间接触面的粗糙程度相同而压力不同,压力越大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大,由此可见:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)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)使测力计的示数等于摩擦力的大小;
(2)在接触面粗糙程度相同时,压力越大;
(3)不需要匀速拉动木板,木块始终处于相对静止状态,便于操作和读数.

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,解释生活中的问题,设计一些实验等.本实验中,利用二力平衡条件间接测量滑动摩擦力是关键,也是比较常用的方法.

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