Question

15．如图甲是小明同学“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，铁块和木块的大小和形状完全相同．
（1）实验中要用弹簧测力计测量摩擦力的大小，应拉着物体沿水平方向做匀速直线运动，本实验的原理是二力平衡的条件；
（2）比较图甲中的①、②两图，可得到的结论是在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）图甲中②、③中铁块和木块叠在一起的目的是使长木板受到的压力相同；
（4）在图甲②中的木块放在铁块上后，让铁块和木块一起匀速直线运动时，下列关于木块受力说法正确的是C
A．只受重力            B．受重力、支持力和向右的摩擦力
C．受重力和支持力　　　D．受重力、支持力和向左的摩擦力
（5）大量的实验事实表明：物体所受滑动摩擦力大小与压力大小成正比，即f=μN（f表示摩擦力、N表示压力、μ为动摩擦因数即正比例系数）；为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，该同学使用了如图乙所示的实验方案．若A和B的重力分别为100N和150N，当图乙中A被拉动时，弹簧测力计a示数为60N，b示数为110N，则A、B间的动摩擦因数为0.4．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡条件，为了正确测量摩擦力，应沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力平衡，大小相等；
（2）影响滑动摩擦力的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度，比较①、②两图，接触面是相同的，压力的大小不同，弹簧测力计的示数不同，据此可得出结论；
（3）将铁块和木块叠在一起可保证压力大小不变，改变叠放的次序可使不同的接触面与水平面接触；
（4）对木块进行受力分析，然后根据摩擦力产生的条件：相互挤压、相对运动或相对运动的趋势，得出木块受到的力；
（5）根据公式f=μN可对动摩擦因数进行计算，但关键是要分析出摩擦力f的大小．

解答 解：
（1）当用弹簧测力计水平拉动木块，使其在长木板上做匀速直线运动时，木块处于平衡状态，根据二力平衡的条件可知，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）比较①、②两图可知，接触面相同、压力大小不同，弹簧测力计示数不同，故结论为：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）图②、③中铁块和木块叠在一起即可以使压力保持不变，同时还可通过改变叠放次序控制接触面的变化；
（4）因为铁块和木块一起匀速直线运动，所以它们之间没有相对运动的趋势，没有摩擦力，木块只受重力和支持力的作用，故C正确；
（5）由题意可知，两物体接触面受到的压力等于B的重力，即N=150N，弹簧测力计a的示数等于两物体接触面间摩擦力的大小，即f=60N．由公式f=μN得，μ=$\frac{f}{N}$=$\frac{60N}{150N}$=0.4．
故答案为：（1）匀速直线；二力平衡的条件；（2）在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；（3）压力；（4）C；（5）0.4．

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）．