题目内容

9．某同学探究影响滑动摩擦力大小的因素的主要实验过程如图1：


（一）用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力；
（二）改变放在木块上的砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此种情况下的滑动摩擦力；
（三）换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的滑动摩擦力．
请完成下列问题：
（1）通过甲、乙两图，可以研究滑动摩擦力的大小跟接触面所受压力有关；
（2）通过乙、丙两图，可以研究滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关；
（3）每一次拉动木块时，都必须保证匀速拉动，为什么？
（4）实际操作时，匀速拉动是比较困难的，可以利用如图2所示的装置，向右拉动木板，无需匀速得到的测量结果也相同，小明认为这能说明摩擦力的大小与相对滑动的快慢无关，小明的观点正确吗？
（5）小明想知道滑动摩擦力的大小与接触面所受压力大小的具体关系，在进行实验过程（二）时改变了多次砝码的大小，得到的实验数据见表，请根据表中记录的数据，在坐标系中作出摩擦力的大小Ff与接触面受到的压力大小FN之间的关系图象．
FN/N0.51.01.52.02.5
Ff/N0.20.40.60.81.0
（6）从图象可以看出滑动摩擦力的大小跟接触面受到的压力大小之间有什么关系？

分析 （1）（2）滑动摩擦力的与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，研究摩擦力大小与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素保持不变；
（3）根据二力平衡的回答；
（4）在拉动木块时，很难让木块保持匀速直线运动状态，会导致了弹簧测力计的示数不稳定；当拉动长木板运动的过程中，木块保持静止状态，根据二力平衡的条件知弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小．
（5）根据描点作图法画出摩擦力的大小Ff与接触面受到的压力大小FN之间的关系图象；
（6）根据图象分析得出结论．

解答 解：（1）甲乙两图实验比，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，所以，通过甲、乙两图，可以研究滑动摩擦力的大小跟接触面所受压力大小有关；
（2）要研究滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关，就要控制压力大小相同，改变物体与接触面的粗糙程，所以，通过乙、丙两图，可以研究滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关；
（3）物体只有做匀速直线运动时，所受的拉力与受到的滑动摩擦力才为一对平衡力，受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数；
（4）采用图2设计，因为无论长木板是否做匀速直线运动，木块都处于静止状态（即平衡状态），弹簧测力计处于静止状态，这样拉力等于摩擦力；而且无论拉木板速度多少，摩擦力都一样，不改变摩擦力大小，所以容易读数、读数准确．
（5）根据表中数据，采用描点作图法，在坐标系中作出摩擦力的大小Ff与接触面受到的压力大小FN之间的关系图象，并延长刚好通过原点．如下图所示；


（6）由图象可知，物体受到的滑动摩擦力的大小Ff与接触面受到的压力大小FN之间的关系为一过原点的直线，所以，滑动摩擦力的大小跟接触面受到的压力大小之间成正比．
答案为：（1）所受的压力；
（2）乙丙两图；
（3）保证木块处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于木块受到的摩擦力；
（4）正确；
（5）如上图；
（6）成正比．

点评 本题探究影响滑动摩擦力大小的因素的，主要考查实验原理、控制变量法的运用、对实验方案的评估能力、并根据实验数据发现新规律的能力．

练习册系列答案
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