Question

16．小明用弹簧测力计、长方体木块A、砝码、木板、斜面、小车等器材完成下列实验．
（一）如图甲所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置示意图．

（1）将物块A置于水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，使其做匀速直线运动，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小，理由是：滑动摩擦力与拉力是一对平衡力．
（2）小明设计了如图所示的实验方案，记录数据为表中1、2，得到的初步结论是在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大．

次数	压力/N	弹簧测力计示数/N
1	1.7	0.3
2	2.7	0.5

（二）如图乙所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图．
（1）该实验的研究对象是小车，它的动能大小是用木块被推动的距离来反映的；
（2）乙图的实验过程中存在的问题是：木块放在水平面的位置不同，不便于比较木块被推动的距离．
（3）在探究质量对动能的影响时，应控制速度相等，具体操作是：让小车从斜面的同一高度滑下．
（三）如图丙所示是“研究阻力对运动影响”的实验装置示意图．
（1）在（g）图中作出小车在木板表面运动时受力的示意图．
（2）丙图所示的小车在毛巾表面和木板表面受到的摩擦力分别为f₁、f₂，克服摩擦力做的功分别为W₁、W₂，则f_1大于f₂，W_1等于W₂（均选填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 （一）（1）物体做匀速直线运动时受到的是平衡力，由此分析解答；
（2）分析甲图中改变的量和控制的量，得出摩擦力大小与压力大小的关系；
（二）动能的大小与质量和速度有关．实验时用控制变量法分别探究．在此实验中小车的动能大小，通过对木块做功多少、木块运动距离的长短比较；
（三）（1）对车进行受力分析，再画出其受力示意图；
（2）摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关，由此分析两次小车受到的摩擦力大小；
小车消耗的动能都克服摩擦力做功了，根据小车原来动能的大小比较做功的多少．

解答 解：
（一）（1）实验中，需用测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，所以两个力大小相等；
（2）由图甲和表中数据可知：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（二）（1）该实验的研究对象是小车，它的动能大小是用木块被推动的距离来反映的；
（2）图乙中木块放在水平面的位置不同，这样不便于比较木块被推动的距离；
（3）图乙中让小车从斜面的同一高度滑下，这样小车到达斜面底端时的速度就相同；
（三）（1）小车在木板表面运动时，竖直方向上受到的重力和木板的支持力是一对平衡力，水平方向受到水平向左的阻力（摩擦力），由此作出其受力的示意图如图所示：
；
（2）丙图中，小车对水平面压力相等，都等于小车重力，毛巾比木板粗糙，所以小车在毛巾表面和木板表面受到的摩擦力关系为f₁＞f₂；
在本实验中，小车滑下来的动能都用来克服摩擦力做功了，由于小车质量和速度相同，所以两次实验中小车的动能相同，克服摩擦力做的功也相同，即W₁=W₂．
故答案为：（一）（1）匀速直线；滑动摩擦力与拉力是一对平衡力；（2）在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（二）（1）小车；木块被推动的距离；（2）木块放在水平面的位置不同，不便于比较木块被推动的距离；
（3）让小车从斜面的同一高度滑下；
（三）（1）见上图；（2）大于；等于．

点评 解答本题考查的三个实验的关键是能灵活运用控制变量法，这是初中物理中使用最多的一种研究方法，要掌握好．