Question

13．在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，小明同学用弹簧测力计水平匀速拉动同一木块在水平放置的长木块上进行甲、乙、丙三次实验（木块各面粗糙程度相同）；

（1）实验中水平匀速拉动木块的目的是利用二力平衡的知识，可间接测出木块受到的滑动摩擦力大小．
（2）实验数据如表：

实验过程	木块对木板压力/N	弹簧测力计示数/N	滑动摩擦力/N
甲	5	2	2
乙	5	2	2
丙	7	2.8	2.8

①比较甲和乙实验数据可知，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关．
②比较甲和丙实验数据可知，滑动摩擦力的大小与压力大小有关．
（3）实验结束后，小明的同组同学设计了另一种如图丁所示的实验方案，将弹簧测力计右端固定，左端与木块相连，木块放在上表面水平的小车上，弹簧测力计保持水平，拉动小车水平向左运动，此时弹簧测力计的示数如图所示，则木块所受摩擦力的方向与大小分别是B．
A．水平向右，2.6N   B．水平向左，2.6N   C．水平向左，3.4N   D．水平向右，3.4N．

Answer 1

分析 （1）探究影响滑动摩擦力大小的因素时，用弹簧测力计匀速拉动木块，木块处于平衡状态，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力；
（2）摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，实验应采用控制变量法，根据控制变量法的要求，分析图示情景，根据研究的问题确定需要控制的变量，然后答题；
（3）确定弹簧测力计的最小分度值，由图示弹簧测力计读出测力计的示数；
滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反，据此判断摩擦力方向，对木块受力分析，由平衡条件求出滑动摩擦力的大小．

解答 解：
（1）实验时，用弹簧测力计拉木块使它在水平木板上做匀速直线运动，根据二力平衡知识可知，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）①由图可知，图甲和图乙相比，木块对木板压力相同，接触面的粗糙程度相同，所不同的是甲图木块平放，乙图木块立放，即木块与长木板的接触面大小不同，图甲和图乙丙两种情况下测力计示数相同，滑动摩镲力大小相同，由此可以得出：在压力和接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力与接触面积的大小无关；
②图甲和图丙两种情况相比，接触面的粗糙程度相同，图丙中对木板的压力大于图甲中对木板的压力，丙的测力计示数大于甲的测力计示数，丙的滑动摩擦力大于甲的滑动摩擦力，由此可以得出：接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力就越大；
（3）由图知，弹簧测力计的最小分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.6N，即弹簧测力计对木块的拉力F=2.6N；木块相对于小车向右运动，则木块受的滑动摩擦力方向与木块的相对运动方向相反，水平向左；故ACD错误，B正确．
故答案为：（1）二力平衡；（2）①接触面积的大小；②压力大小；（3）B．

点评 本题考查了求摩擦力的原理、求摩擦力、实验注意事项、实验现象分析，熟练应用控制变量法是正确解题的关键．