Question

12．用如图所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系
（1）实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动；
（2）某次实验中弹簧测力计的指针位置如图1所示，它的示数是1.6N；
（3）分析图甲、乙可得出结论：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
（4）分析图甲和丙，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₃，可得出结论在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
（5）如图丁所示，在图丙中物块A上叠放一块与之相同的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起做匀速直线运动，弹簧测力计示数为F₄，则F₄：F₃=2：1．此运动过程中，物块B受到的摩擦力f_B=0N．
（6）小丽同学想探究摩擦力是否与接触面积的大小有关，她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半．她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小，你认为她的结论正确吗？
（7）在实验过程中，手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的，因而弹簧测力计的示数不一定等于活动摩擦力的大小，小军提出一个改进方法如图3所示，你觉得这种方案的优点是可以随意拉动木板，测力计始终处于静止状态，示数稳定，便于读数．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡的知识，当拉动木块做匀速直线运动时，拉力与摩擦力平衡大小相等；
（2）确定量程和分度值读出示数；
（3）分析甲乙接触面粗糙程度和压力大小的关系及测力计的示数，得出摩擦力大小与压力大小的关系；
（4）分析甲丙接触面粗糙程度和压力大小的关系及测力计的示数，得出摩擦力大小与接触面粗糙程度大小的关系；
（5）根据摩擦力与压力的正比例关系得出结论；
B与A一起做匀速直线运动，二者没有相对运动的趋势，没有摩擦力；
（6）要得出摩擦力大小与接触面积的关系，需保持压力大小和接触面的粗糙程度相同；
（7）使木块和弹簧测力计固定，使运动木板，对木板的运动没有要求，木块和测力计仍会保持静止状态，测力计示数稳定，便于读数；

解答 解：（1）只有沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小（测力计示数）才等于摩擦力的大小．故需用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动；
（2）图中测力计分度值为0.2N，示数为1.6N；
（3）分析图甲、乙可知，接触面的粗糙程度不变，压力越大，测力计示数越大，故得出结论：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（4）分析图甲和丙，压力大小相同，毛巾更粗糙，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₃，可得出结论：在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
（5）接触面的粗糙程度相同，摩擦力大小与压力成正比，丁的压力是丙的2倍，可知丁的摩擦力是丙的2倍，即F₄：F₃=2：1；B随A做匀速直线运动，B相对于A没有相对运动的趋势，故物块B受到的摩擦力f_B=0N；
（6）小丽同学想探究摩擦力是否与接触面积的大小有关，应控制压力和接触面的粗糙程度不变，将木块沿竖直方向锯掉一半，此时压力也变为原来的一半，由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小是错误的；
（7）图3将测力计与木块固定，此时无论怎样拉动木板，即对木板的运动没有要求；木块和测力计都能保持静止，测力计的示数比较稳定，便于读数；
故答案为：（1）匀速直线运动；（2）1.6；（3）在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（4）在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（5）2：1；0；
（6）不正确；没有控制压力大小不变；（7）可以随意拉动木板，测力计始终处于静止状态，示数稳定，便于读数．

点评 此题是探究影响摩擦力因素的实验，考查了控制变量法和二力平衡条件的应用及评估能力，注意实验的改进所具有的优点，并学习改进的方法．