Question

7．在“探究摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，小明同学设计了如图甲所示的装置进行实验．弹簧测力计固定在木板上，开启电动机后，小明在4秒钟内观察测力计的示数变化，并绘制了如图乙所示的图象．
（1）0～2秒木块相对于小车处于静止状态．
（2）木块受到的滑动摩擦力的大小和方向分别是：C．
A．2.3牛水平向左    B．2.3牛水平向右    C.2.0牛水平向左    D.2.0牛水平向右
（3）4秒钟后，如将电动机的转速由每分钟20转调至每分钟40转，则弹簧测力计的示数将不变．
（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）如要探究滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度的关系时，在现有实验的基础上，还应增加的操作是：改变平板小车表面的粗糙程度（或“改变木块下表面的粗糙程度”）．

Answer 1

分析 （1）（2）分析测力计示数随时间的变化关系，判断木块由静止到运动过程中，拉力随摩擦力的变化关系，根据二力的平衡条件分析回答；
（3）根据二力平衡的条件及影响滑动摩擦力的两个因素分析；
（4）根据控制变量法，探究滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度的关系时，要控制压力大小不变，只改变改变平板小车表面的粗糙程度．

解答 解：（1）由图乙可知，0-2秒，拉力逐渐增大，拉力最大达到2.3N时（这个过程中物体静止，受平衡力，木块受到的滑动摩擦力大小等于绳子的拉力，2.3N为最大静摩擦力），随后拉力随时间的变化变小，最后拉力大小保持2N不变；
（2）木块处于静止状态，故受到平衡力的作用，绳子对木块的拉力水平面，大小为2N，根据二力平衡的条件，故木块受到的滑动摩擦力大小等于绳子的拉力，即大小为2N，方向水平向左；选C；
（3）木块处于静止状态，受到平衡力的作用，即木块受到的滑动摩擦力大小等于绳子的拉力，因接触面的粗糙程度不变，压力大小不变，故滑动摩擦力不变，即弹簧测力计的示数将不变；
（4）探究滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度的关系时，要控制压力大小不变，只改变改变平板小车表面的粗糙程度（或“改变木块下表面的粗糙程度”）．
故答案为：（1）静止；（2）C；（3）不变； （4）改变平板小车表面的粗糙程度（或“改变木块下表面的粗糙程度”）

点评 本题探究摩擦力的大小与什么因素有关，考查二力平衡的条件、控制变量法及摩擦力的知识．