Question

3．小明在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，从而测出摩擦力；改变放在木块上的砝码，从而改变木块与长木板之间的压力；把棉布、毛巾等铺在长木板上，从而改变接触面的粗糙程度．

（1）观察三个实验，比较甲图和乙图所示实验，说明摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关．
（2）观察三个实验，比较甲图和丙图所示实验，说明在压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大．
（3）小明在进行乙图中实验时，改变放在木块上的砝码，通过多次实验得到摩擦力F_摩与作用在物体表面的压力F_压的关系图线如丁图所示，由图可知：F_摩=0.25F_压．当木块与砝码的总重力为6N时，木块在长木板上滑动时受到的摩擦力为1.5N，若此时弹簧测力计的读数为2.5N，则木块将做加速运动．
（4）某物理兴趣小组为了测量滑动摩擦力的大小，设计了如图戊所示的实验装置．实验中，小桶内装入适量的沙子，滑块恰好做匀速直线运动．（轻绳与滑轮的摩擦不计）
①为了测量滑块受到的滑动摩擦力，需要测量的物理量是B．（选填“A”或“B”）
A．滑块的质量m₁    B．小桶和沙子的总质量m₂
②滑块受到的滑动摩擦力f₁=m₂g．（用物理量符号表示）
③小桶落地后，滑块继续向前运动，受到的滑动摩擦力f₂，则f₁等于f₂．（选填“大于”、“等于”或“小于”）
④实验中难以判断滑块是否做匀速直线运动，请你对上述实验方法提出改进意见：拉动木板向左运动，使滑块保持静止状态，测出小桶和沙子的总质量即可．

Answer 1

分析 实验中通过匀速拉动物体使拉力与摩擦力相等，利用二力平衡条件可得出摩擦力的大小．利用图象中摩擦力与压力的关系图线，可计算二者的数量关系；
知道影响滑动摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度，在探究时，要注意控制变量法的运用．

解答 解：（1）观察三个实验，比较甲图和乙图可知，接触面相同，压力不同，摩擦力不同，所以说明摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关．
（2）观察三个实验，比较甲图和丙图实验可知，压力相同，接触面不同，摩擦力不同，所以说明在压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大．
（3）由图丁可以看出摩擦力与压力的图线是一条斜向上的直线，说明二者成正比，同时通过数据可以看出，二者的比值为0.25．所以二者的关系式可表示为：F_摩=0.25F_压．
当木块与砝码的总重力为6N时，木块在长木板上滑动时受到的摩擦力F_摩=0.25F_压=0.25×6N=1.5N；
若此时弹簧测力计的读数为2.5N，则拉力大于摩擦力，木块将做加速运动．
（4）①图戊的实验中，小桶内装入适量的沙子，滑块恰好做匀速直线运动．此时的拉力等于小桶和沙子的总生力．因此，为了测量滑块受到的滑动摩擦力，需要测量的物理量是
小桶和沙子的总质量m₂．
②滑块受到的滑动摩擦力等于小桶和沙子的总重力，因此f₁=m₂g．
③小桶落地后，滑块继续向前运动，压力和接触面的粗糙程度没有改变，所以受到的滑动摩擦力f₂等于f₁．
④实验中难以判断滑块是否做匀速直线运动，可做出改进：拉动木板向左运动，使滑块保持静止状态，测出小桶和沙子的总质量即可．
故答案为：（1）乙；
（2）压力；粗糙；
（3）0.25；1.5；加速；
（4）B； m₂g；等于；拉动木板向左运动，使滑块保持静止状态，测出小桶和沙子的总质量即可．

点评 掌握二力平衡条件在测量摩擦力中的应用，掌握滑动摩擦力大小的影响因素，能正确运用控制变量法探究滑动摩擦力大小跟各影响因素之间的关系是解答本题的关键．