Question

4．小明用如图所示的实验装置来测量滑块与木板之间的滑动摩擦力并探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关．一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板上的滑块通过轻绳绕过定滑轮，绳的另一端悬挂托盘．实验时，在托盘中放入适量的砝码，使滑块做匀速直线运动．回答下列问题：
（1）滑块受到的滑动摩擦力的大小f等于C．
A滑块的重力m₁g    B．钩码的重力m₂g    C．托盘和钩码的总重力m₃g
（2）测量摩擦力所依据的实验原理是二力平衡；
（3）在滑块上添加一小正方体铁块，要使滑块和铁块一起还能继续做匀速直线运动，需要托盘中再加钩码，即增大对滑块的拉力，由此可得出的结论是在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（4）若要探究滑块所受的滑动摩擦力大小和滑块与木板之间的接触面大小是否有关，小明应选择B（选填“A．一个各面一样粗糙的正方体的滑块”、“B．一个各面一样粗糙的长方体滑块”或“C．两个底面积不同的滑块”），具体的操作是分别把木块平放、侧放、竖放匀速拉动，读出弹簧测力计的示数，进行比较即可．．

Answer 1

分析 （1）当滑块做匀速直线运动运动时，根据二力平衡的知识，此时滑块受到的摩擦力等于绳子的拉力，即托盘和砝码的总重力；
（2）滑块做匀速直线运动时受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，它们的大小相等；
（3）滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，据此进行分析；
（4）滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关，所以在探究影响滑动摩擦力大小与接触面积的关系时应使用控制变量法．

解答 解：
（1）滑块所受摩擦力的大小等于托盘和砝码的总重力，即f=G=m₃g，故C正确；
（2）实验的理论依据就是滑块做匀速直线运动是受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，它们的大小相等；
（3）在滑块上添加一小正方体铁块，要使滑块和铁块一起还能继续做匀速直线运动，需要托盘中再加钩码，即增大对滑块的拉力，说明在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（4）探究摩擦力大小与接触面积是否有关时，应控制压力和接触面粗糙程度不变，改变接触面积的大小，所以要选择一个各面一样粗糙的长方体滑块B；
分别把滑块平放、侧放、竖放匀速拉动，读出弹簧测力计的示数，进行比较即可．
故答案为：（1）C；（2）二力平衡；（3）在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；（4）B；分别把滑块平放、侧放、竖放匀速拉动，读出弹簧测力计的示数，进行比较即可．

点评 本实验根据物体受平衡力做匀速直线运动的原理测量摩擦力，把握住利用控制变量法分析实验结论的基本思路是解答此题的关键所在．