Question

16．如图1所示，小明和小丽在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，用弹簧测力计拉着木块分别在粗糙程度不同的甲、乙水平木板上匀速直线运动，通过改变放在木块上的砝码改变 压力，分别测出木块在甲、乙木板上滑动时的摩擦力，并根据实验数据描点画出了滑动摩擦力 f_摩与对应压力F_压关系的图象（图2）．

（1）分析图象甲或乙可知，木块对木板的压力越大，木块所受的滑动摩擦力也就越大．比较 图象可知，甲（选填“甲”或“乙”）木板更粗糙．
（2）小明在实验中发现，拉着木块运动时很难控制“匀速”，于是他设计了如图A所示的装置，在 小桶内装入适量的沙子，滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动．为测量滑块受到的滑动摩擦力的 大小，应测量小桶和适量沙子的总重．把毛巾铺在木板上，发现需要装入更多的沙子，滑块才能做匀速直线运动，说明压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；小桶落地后，滑块继续向前运动，受到的滑动摩擦力f₂与桶落地前受到的摩擦力f₁的关系是f₂ =f₁（选填“＞”、“=”或“＜”）小明想用钩码代替沙桶，请你对此作出评价：方便得出拉力的大小无法连续改变拉力的大小，也很难做到使滑块做匀速直线运动．
（3）小丽设计了另一种方案，装置如图B所示．将弹簧测力计固定，改为拉动平板小车，当他水平向左拉动平板小车时，木块所受到的摩擦力的方向为水平向左．这样改进后的 装置的优点是不需要小车做匀速直线运动，便于实验操作；另一方面，由于测力计静止便于读数．

Answer 1

分析 （1）影响滑动摩擦力大小的因素有：压力，接触面的粗糙程度；分析滑动摩擦力f_摩与对应压力f_压关系的图象，运用控制变量法得出摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度的关系；
（2）根据二力平衡的条件，分析滑块在水平方向受到的平衡力，由绳子拉滑块的力大于等于小桶内和适量的沙子的总重分析回答；
把毛巾铺在木板上，分析变化的量和不变的量，装入更多的沙子即说明摩擦力增大了，据此分析得出的结论；
小桶落地后，滑块继续向前运动，根据影响滑动摩擦力的大小的两个因素确定受到的滑动摩擦力f₂与桶落地前受到的摩擦力f₁的关系；
根据钩码的重是按整数倍变化进行分析评价．
（3）摩擦力的方向始终与相对运动的方向相反；在实验中，木块与弹簧测力计静止不动，不需要控制木板做匀速直线运动，便于实验操作，便于弹簧测力计读数．

解答 解：
（1）由滑动摩擦力f_摩与对应压力f_压关系的图象可知，此图象为正比例图象，摩擦力随压力的增大而增大，所以木块对木板的压力越大，木块所受的滑动摩擦力也就越大；
比较甲、乙图象可知，在压力相同时，甲的摩擦力大于乙的摩擦力，所以甲木板更粗糙；
（2）滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动，在水平方向上滑块受到平衡力的作用，即绳子对滑块的拉力与滑块受到的摩擦力大小相等，而绳子拉滑块的力等于小桶和适量沙子的总重，故为测量滑块受到的滑动摩擦力的大小，应测量小桶和适量沙子的总重；
把毛巾铺在木板上，增大了接触面的粗糙程度，而压力大小不变，发现需要装入更多的沙子，滑块才能做匀速直线运动，这说明摩擦力增大了，故得出的结论是：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
小桶落地后，滑块继续向前运动，因影响滑动摩擦力的大小的两个因素（压力大小和接触面的粗糙程度）不变，故摩擦力大小也不变，即受到的滑动摩擦力f₂与桶落地前受到的摩擦力f₁的关系是f₂=f₁；
小明想用钩码代替沙桶，该方案方便得出拉力的大小，但由于钩码的重是按整数倍变化的，无法连续改变拉力的大小，也很难做到使滑块做匀速直线运动；
（3）在如图所示的装置中，水平向左拉动平板小车时，木块相对于小车向右运动，所以木块受到的摩擦力的方向为水平向左；
由图2所示可知，木块与弹簧测力计固定不动，拉动平板小车运动，该实验设计的优点是：一方面，不需要木板做匀速直线运动，便于实验操作；另一方面，由于测力计静止便于读数．
故答案为：（1）压力；甲；
（2）小桶和适量沙子的总重；压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；=；方便得出拉力的大小，无法连续改变拉力的大小，也很难做到使滑块做匀速直线运动；
（3）水平向左；不需要小车做匀速直线运动，便于实验操作；由于测力计静止便于读数．

点评 本题探究影响滑动摩擦力大小的因素，考查从图象中获取信息的能力、二力平衡的知识、影响滑动摩擦力大小因素、摩擦力方向的判断及控制变量法的运用和对实验的评估能力，综合性较强．