Question

20．小明要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：①接触面所受的压力大小；②接触面的粗糙程度；
接下来小明通过如图所示实验操作验证他的猜想：
（1）实验中小明用弹簧测力计水平拉到木块在长木板上滑动，使木块保持水平匀速直线运动运动，这样做根据二力平衡的知识得出拉力等于摩擦力，测出木块所受摩擦力的大小．

（2）如果小明要探究猜想①，他应该选择甲和乙两幅图，根据图中弹簧测力计的示数得出结论：接触面粗糙程度相同时，接触面越粗糙相同时，压力越大，摩擦力越大．
（3）如果小明要探究猜想②，他应该选择甲和丙两幅图，根据图中弹簧测力计的示数的得出结论：压力大小相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大．
拓展延伸：如图所示，小明将木板面支起，仍用弹簧测力计拉着木块斜向上做匀速直线运动，就可以测量出此斜面的机械效率．已知此时木板和水平面夹角为30°，弹簧测力计拉力为50N，木块重力为80N，则此斜面的机械效率是80%．

Answer 1

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，由平衡条件可知，滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力；
（2）探究滑动摩擦力和压力大小的关系时需控制接触面粗糙程度相同，根据弹簧测力计示数分析出结论；
（3）探究滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系时需控制压力大小相同，根据弹簧测力计示数分析出结论；
拓展延伸：根据勾股定理求出斜面的长度s和斜面高度h的关系；根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出斜面的机械效率．

解答 解：
（1）实验中，用弹簧测力计拉着方体木块在水平面上做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可知，此时弹簧测力计的拉力大小等于摩擦力大小；
（2）探究滑动摩擦力和压力大小的关系时需控制接触面粗糙程度相同，改变压力的大小，由图可知，符合条件的是甲和乙两次实验；乙实验压力大，弹簧测力计示数大，所以可得出结论是：接触面越粗糙相同时，压力越大，摩擦力越大；
（3）探究滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系时需控制压力大小相同，改变接触面的粗糙程度，由图可知，符合条件的是甲和丙两次实验；丙实验接触面粗糙，弹簧测力计示数大，所以可得出结论是：压力大小相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大；
拓展延伸：木板和水平面夹角为30°，据勾股定理可知，斜面的长度s=2h，
斜面的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F2h}$=$\frac{G}{2F}$=$\frac{80N}{2×50N}$×100%=80%．
故答案为：（1）匀速直线运动；二力平衡；（2）甲和乙；接触面越粗糙相同时，压力越大，摩擦力越大；（3）甲和丙；压力大小相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大；拓展延伸：80%．

点评 本题考查了探究影响摩擦力因素的实验注意事项、实验现象的分析、正确应用控制变量法是正确解题的关键．