Question

20．小雨和小风同学分别“探究影响滑动摩擦力大小的因素”，请你解答下列问题：
A．小雨做了如图1所示的实验，在实验过程中，用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动．

（1）根据二力平衡的原理可知木块受到的滑动摩擦力与拉力的大小相等；
（2）由图1甲、乙所示的实验，可知当压力大小相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）为了探究滑动摩擦力与压力大小的关系，应比较图1中的乙丙两图．
B．小风同学将实验装置改进为如图2所示的装置：将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向右运动．
（1）写出装置改进以后的一条好处不需要木板做匀速直线运动，便于实验操作；
（2）将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半，由此得出滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小，你认为他得出的这一结论不正确（选填“正确”或“不正确”），原因是没有控制压力一定．

Answer 1

分析 （1）滑动摩擦力在物体的接触面上，所以摩擦力的大小无法直接测量，可借助于平衡力的条件，将摩擦力的大小转化成测力计示数的大小进行测量；
（2）因为滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以在探究影响滑动摩擦力大小的因素时应使用控制变量法；
（3）木块与弹簧测力计静止不动，不需要控制木板做匀速直线运动，便于实验操作，便于弹簧测力计读数；
（4）探究摩擦力与接触面面积的关系时，应控制接触面粗糙程度与物体间的压力相同而接触面的面积不同．

解答 解：A：（1）在实验中，用弹簧测力计水平匀速直线 拉动木块，此时拉力与摩擦力是一对平衡力，利用二力平衡原理可知这样可用弹簧测力计的示数表示摩擦力的大小；
（2）比较甲、乙两图可知，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，弹簧测力计的示数不同，故可得到的结论是：当压力大小相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
（3）比较乙、丙两图可知，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，弹簧测力计的示数不同，故可得到的结论是：当接触面的粗糙程度相同时，压力越答，滑动摩擦力越大；
B：
（1）木块与弹簧测力计固定不动，拉动木板运动，该实验设计的优点是：一方面，不需要木板做匀速直线运动，便于实验操作，另一方面，由于测力计静止便于读数；
（2）将木块沿竖直方向截去一半后，没有控制物体间的压力不变，因此得出的结论是错误的．
故答案为：A：（1）二力平衡；
（2）当压力大小相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）乙丙；
B：（1）不需要木板做匀速直线运动，便于实验操作；
（2）不正确；没有控制压力一定．

点评 本题考查了二力平衡条件的应用和影响滑动摩擦力的大小因素以及控制变量法的应用，涉及到了控制变量法和转换法，这也是初中物理学中最常用的两种研究方法，是我们应该熟练掌握的．