题目内容

13.在研究“影响滑动摩擦力大小因素”时,小明同学做了如图所示的实验.
(1)实验中要使弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小,应使长方体木块在弹簧测力计拉力的作用下做匀速直线运动.弹簧测力计示数如图甲所示.根据二力平衡知识可知.此时木块所受的滑动摩擦力为2.8N.
(2)比较图乙和图甲中弹簧测力计的示数可知:接触表面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大.
(3)比较图丙和图甲中弹簧测力计的示数可知:压力相同时,接触表面越粗糙,滑动摩擦力越大.
(4)小明将甲图中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.他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小.你认为他的探究过程中存在的问题是:没有控制压力的大小相同.

分析 (1)做匀速直线运动的物体受到的力平衡力,根据这一实验思路是让木块保持匀速直线运动;同时利用二力平衡的条件,通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小;弹簧测力计的读数:根据弹簧测力计的分度值以及指针的位置读出力的大小;
(2)(3)影响摩擦力大小的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度;在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大;在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力就越大;
(4)探究滑动摩擦力跟接触面积大小的关系时,要控制压力大小和接触面粗糙程度不变.

解答 解:
(1)只有拉着木块做匀速直线运动,木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力才是一对平衡力,弹簧测力计的示数才等于摩擦力;
由图知,测力计的分度值为0.1N,所以其示数为2.8N;由二力平衡条件可得,摩擦力也为2.8N;
(2)比较甲、丙两图可知:两此实验的接触面的粗糙程度不变,压力的大小不同,弹簧测力计的示数不同,故可得结论为:接触表面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)比较甲、乙两图可知:两此实验的压力大小不变,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,故可得结论为:压力相同时,接触表面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时,应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变,小明将木块沿竖直方向截去一半后,虽然接触面的粗糙程度没变,但木块对接触面的压力减小了一半,所以得出了错误的结论.
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;2.8;(2)接触表面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(3)压力相同时,接触表面越粗糙,滑动摩擦力越大;(4)没有控制压力的大小相同.

点评 此题考查的重点是对二力平衡原理及控制变量法的运用,这是本实验成功的关键.这也是典型的控制变量法的实验,应引起我们的重视.

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