Question

19．如图所示，是某物理小组探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验．

（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，这样做利用二力平衡知识便于测量滑动摩擦力的大
（2）观察图甲、乙，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₂，由此可知：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（3）观察图甲、丙，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₃，说明：压力一定时，接触面粗糙程度
越大，滑动摩擦力越大．（选填“越大”或“越小”）
（4）在实验后交流的过程中，小华发现有同学设计的实验装置如图所示，实验时，在托盘中放入适量的砝码，使木块做匀速直线运动．请回答下列问题：

①为了测量木块的滑动摩擦力，需要测量的物理量是D（填选项目前的编号）．
A．木板的质量m_l             B．木块的质量m₂
C．砝码的质量m₃D．托盘和砝码的总质量m₄
②木块的滑动摩擦力表达式为f=m₄g（用已知和测量的物理量符号表示）．
③小华猜想：摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关．于是，他在上述实验的基础上，将木块沿竖直方向切去一部分后．用剩下的部分继续进行实验，测得的滑动摩擦力变小．由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．你认为她的探究过程存在的问题是未控制压力一定．

Answer 1

分析 （1）在此题中要掌握二力平衡条件的应用，要测量摩擦力的大小，需拉动测力计做匀速直线运动，此时拉力大小与摩擦力大小相等；
（2）接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）压力大小相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）①根据二力平衡的知识，细线对木块的拉力与摩擦力平衡，而细线对木块的拉力等于砝码和托盘的总重力；
②根据F=G=mg得出结论；
③在探究摩擦力的大小跟接触面积的关系时，必须控制压力和接触面的粗糙程度不变．

解答 解：
（1）要测滑动摩擦力，需拉动木块做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等；
（2）甲、乙两图接触面粗糙程度相同，压力不同，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₂，由此可知：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）甲、丙两图压力相同，接触面粗糙程度不同，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₃，说明：压力一定时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大；
（4）①因为图2的设计中，对木块的拉力来自托盘的砝码的总重力，所以为了测量木块的滑动摩擦力，需要测量的物理量是托盘和砝码的总质量m₄；
②木块的滑动摩擦力表达式为f=m₄g；
③小华将木块沿竖直方向切去一部分后，用剩下部分继续进行实验，测得木块所受的滑动摩擦力变小．由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小；
在她的探究过程中没有控制压力大小一定，不符合控制变量法的要求，因此结论不可靠．
故答案为：（1）匀速直线；二力平衡；（2）压力；（3）越大；（4）①D；②m₄g；③未控制压力一定．

点评 掌握滑动摩擦力大小的影响因素是压力大小和接触面的粗糙程度，能利用控制变量法和二力平衡条件探究滑动摩擦力大小的影响因素，同时还应学会对实验进行大胆的改进．