Question

20．物理興趣小組為了測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小，設(shè)計(jì)了圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)中，小桶內(nèi)裝入適量的沙子，滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．（輕繩與滑輪的摩擦不計(jì)）
（1）為了測(cè)量滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力，需要測(cè)量的物理量是B．
A．滑塊的質(zhì)量m₁    B．小桶和沙子的總質(zhì)量m₂
（2）根據(jù)二力平衡條件可知，滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力f₁=m₂g．（用物理量符號(hào)表示）
（3）小桶落地后，滑塊繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，受到的滑動(dòng)摩擦力為f₂，則f₁=f₂．（填“＜”“=”“＞”）
（4）由于實(shí)驗(yàn)中難以保證滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，為了解決這個(gè)問題，請(qǐng)你重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并在答題紙?zhí)摼�框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)方案圖（可以補(bǔ)充必要的實(shí)驗(yàn)器材）．
（5）將滑塊沿豎直方向截去一半后，測(cè)得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉硪话耄�由此得出：滑�?dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減�。�你認(rèn)為他得出這一結(jié)論不正確（填“正確”“不正確”），原因是：沒有控制壓力大小不變．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡條件進(jìn)行分析；
（2）摩擦力等于物體的重力，根據(jù)公式G=mg得出表達(dá)式；
（3）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，據(jù)此分析解答；
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，不容易控制滑塊進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)，據(jù)此進(jìn)行分析；
（5）探究摩擦力與接觸面積的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制接觸面粗糙程度和壓力大小相同而物體間的接觸面積不同．

解答 解：
（1）小桶內(nèi)裝入適量的沙子，滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．此時(shí)的拉力等于小桶和沙子的總生力．因此，為了測(cè)量滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力，需要測(cè)量的物理量是：小桶和沙子的總質(zhì)量m₂，故選B；
（2）根據(jù)二力平衡可知，滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力等于小桶和沙子的總重力，則f₁=G=m₂g；
（3）由于壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，則滑塊所受滑動(dòng)摩擦力不變，故f₁=f₂；
（4）實(shí)驗(yàn)中難以判斷滑塊是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)，改進(jìn)方案：拉動(dòng)木板向左運(yùn)動(dòng)，使滑塊保持靜止?fàn)顟B(tài)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即為木塊受到的摩擦力，實(shí)驗(yàn)方案如圖：

（5）在探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小的關(guān)系，他們應(yīng)控制面的粗糙程度和壓力大小不變，改變接觸面積大小；實(shí)驗(yàn)中將木塊沿豎直方向截去一半后，測(cè)得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉硪话耄�由此得出：滑�?dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小是錯(cuò)誤的，因?yàn)榻佑|面積減小一半的同時(shí)壓力也減小一半，存在兩個(gè)變量．
故答案為：（1）B；（2）二力平衡條件；m₂g；（3）=；（4）見上圖；（5）不正確；沒有控制壓力大小不變．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量滑塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力實(shí)驗(yàn)，考查了二力平衡條件及重力公式的應(yīng)用，同時(shí)考查了學(xué)生根據(jù)情況對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析的能力．