题目内容

2.在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)在水平长木板上,用弹簧测力计水平向右拉动木块,使其作匀速直线运动,弹簧测力计示数如图甲所示.根据二力平衡知识可知,木块所受的滑动摩擦力为2.2N.
(2)小明同学对实验进行了改进,如图乙所示,将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是长木板.实验时用力F拉动长木板,待弹簧测力计示数温度后,木块受到的是滑动摩擦力(选填“静摩擦力”、“滑动摩擦力”),其方向是水平向右.实验时,拉力F=8N,弹簧测力计的示数为6N,则木块受到的摩擦力的大小为6N.这样设计的优点是:不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作.

分析 (1)水平匀速拉动木块,使木块做匀速直线运动,木块处于平衡状态,由平衡条件可得,滑动摩擦力等于拉力;由图示弹簧测力计确定分度值,然后读出测力计示数;
(2)①当一物体在另一物体表面上滑动时,在两物体接触面上产生的阻碍它们之间相对滑动的现象,谓之“滑动摩擦”.当物体间有相对滑动时的滑动摩擦称动摩擦.当物体间有滑动趋势而尚未滑动时的滑动摩擦称为静摩擦;
②摩擦力的方向跟物体相对运动的方向相反;
③木块受的摩擦力大小和压力大小、接触面的粗糙程度有关,和拉力F大小无关;
④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.

解答 解:
(1)在水平的长木板上,用弹簧测力计水平向左拉动木块,并使其作匀速直线运动;由图示弹簧测力计可知,分度值是0.2N,弹簧测力计示数是2.2N,根据二力平衡知识可知,木块所受的滑动摩擦力2.2N;
(2)图乙中,木块和木板之间发生了相对滑动,因此这时的摩擦力属于滑动摩擦力;
摩擦力的方向跟物体相对运动的方向相反,因为木板水平向右运动,所以,木块相对木板来说是水平向左滑动了,因此它受到的摩擦力的方向水平向右;
弹簧测力计示数是6N,根据二力平衡知识可知,木块所受的滑动摩擦力6N;
由图乙可知,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.
故答案为:(1)匀速直线运动;二力平衡;2.2N;(2)滑动摩擦力;水平向右;6;不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作.

点评 本题探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理、测力计的读数、控制变量法的运用及对实验方案的评估能力,有一定难度.

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