Question

20．如图所示，是研究“滑动摩擦力与什么因素有关”的实验装置图．则：
（1）如图a、b、c所示，把长方体木块平放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向用逐渐增大的拉力拉木块，但木块始终保持静止状态，分别记下三种情况下弹簧测力计的示数．根据实验可以得出的结论是：木块和水平桌面间的静摩擦力随着拉力的增大而增大．
（2）由图可知，木块和水平桌面间的滑动摩擦力为4N．当用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时，如果木块有$\frac{1}{3}$伸出到桌面边缘外，那么，此时滑动摩擦力的大小为4N．
（3）燕回和亦舒同学想用以上器材探究“滑动摩擦力与受力面积大小是否有关”，请帮忙写出探究的步骤．将木块分别平放、侧放在水平木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数分别为F₁、F₂，进行比较．

Answer 1

分析 （1）分析abc三种情况下测力计示数的变化，根据二力平衡条件得出静摩擦力大小与拉力大小的关系；
（2）根据d图读出测力计的示数，由二力平衡条件得知滑动摩擦力的大小；
根据滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关，得出摩擦力大小不变；
（3）要探究摩擦力大小与受力面积的关系，需保持压力大小和接触面的粗糙程度不变，改变受力面积的大小．

解答 解：（1）根据二力平衡条件，物体处于静止状态，受到的拉力与静摩擦力是一对平衡力，大小相等，可知木块和水平桌面间的静摩擦力随着拉力的增大而增大；
（2）由图d知，测力计的示数为4N，因为物体做匀速直线运动，所以受到的摩擦力等于拉力等于4N；
如果木块有$\frac{1}{3}$伸出到桌面边缘外，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变，仍为4N．
（3）根据控制变量法，要探究滑动摩擦力大小与受力面积大小的关系，需只改变接触面积的大小，保持压力和接触面的粗糙程度相同，所以可将长方体木块分别平放、侧放在水平木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数分别为F₁、F₂，进行比较．
故答案为：（1）增大；
（2）4；4；
（3）将木块分别平放、侧放在水平木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数分别为F₁、F₂，进行比较．

点评 此题通过实验探究影响静摩擦力和滑动摩擦力大小的因素，注意实验中二力平衡条件的应用，特别注意第二问，滑动摩擦力大小与接触面积的大小无关，在探究摩擦力与受力面积的关系时，需注意控制变量法的应用．