Question

19．如圖1所示是小君“探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)過程圖：

（1）該實(shí)驗(yàn)要求用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊沿水平方向做運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡的原理，可知此時(shí)摩擦力與拉力大小相等．
（2）分析圖甲和丙，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F₁＜F₃，說明壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大．
（3）分析圖甲和乙，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁＜F₂，說明滑動(dòng)摩擦力的大小還與壓力的大小有關(guān)．
人們通過大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明：接觸面粗糙程度一定時(shí)，滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的大小成正比．如圖丁所示，在圖丙中物塊A上疊放一塊與之等重的物塊B，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物塊A，使物塊B隨A一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)．彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F₄，則F₄：F₃=2：1；
（4）小君在本次實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用到的研究方法是控制變量法和等效替代法．
（5）小霞發(fā)現(xiàn)小君在上述實(shí)驗(yàn)操作中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)并不穩(wěn)定．于是她改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置．如圖2所示．當(dāng)她拉出水平板的過程，卻仍發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)依然不穩(wěn)定，你認(rèn)為出現(xiàn)該情況的原因可能是木板表面粗糙程度不同．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，注意應(yīng)使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡可知摩擦力等于拉力；
（2）影響滑動(dòng)摩擦力的因素是壓力大小和接觸面的粗糙程度；壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．

解答 解：
（1）當(dāng)物體保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受平衡力，此時(shí)滑動(dòng)摩擦力等于測(cè)力計(jì)的拉力，因此，這里是利用了二力平衡的知識(shí)；
（2）比較甲、丙兩圖，壓力相同，丙圖中接觸面粗糙，丙彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大，即摩擦力大，說明滑動(dòng)摩擦力與接觸面的粗糙程度有關(guān)，壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）接觸面的粗糙程度相同，摩擦力大小與壓力成正比，丁的壓力是丙的2倍，可知丁的摩擦力是丙的2倍，即F₄：F₃=2：1；
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊使它在水平木板（或毛巾）上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡知識(shí)可知，這時(shí)滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．這種物理方法在物理學(xué)中叫等效代替法，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中還用到另一個(gè)方法是控制變量法；
（5）根據(jù)影響摩擦力的因素可知，在壓力不變的情況下，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定，即摩擦力是變化的，說明木板表面的粗糙程度不同．
故答案為：（1）二力平衡的；
（2）壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）2：1；
（4）控制變量法；等效替代法；
（5）木板表面粗糙程度不同．

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究摩擦力大小與什么因素有關(guān)，注意實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的研究方法：控制變量法、等效替代法以及二力平衡原理等．