Question

我們經(jīng)常能在電視上看到這樣的情景：站在懸崖下的人仰頭望著生長在崖間的樹，把手中的長繩拋向樹干，由于繩端系著一塊石頭，所以繩便繞著樹干纏了幾圈，然后那人攀著長繩就上了崖頂．
（1）請你就此人攀著繩子向上而繩卻不滑落下來提出一個和摩擦力有關(guān)的問題．

 

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（2）小輝同學(xué)認為繩在不被拉斷的前提下，能夠承受的拉力F與繩子纏繞的圈數(shù)n會有某種關(guān)系，即如果繩子繞樹3圈就可讓一個質(zhì)量為30kg的少年攀繩向上而不滑落，那么一個質(zhì)量為60kg的人要通過此繩向上，繩子所繞圈數(shù)n就要大于3．于是他設(shè)計并做了實驗．實驗原理見圖，圖中每個鉤碼重為1.96N，在測力器一端施加向下的力，在使鉤碼靜止時，從測力器上獲得讀數(shù)．下表是實驗數(shù)據(jù)的記錄．

圈數(shù)n			0.5	1.5	2.5	3.5	4.5	5.5
鉤碼、 金屬棒、 棉線	1個 鉤碼	測力計讀數(shù)/N	1.111	0.344	0.153	0.059	0.057	0.057
		摩擦力/N	0.849	1.616	X	1.901	1.903	1.903
	2個 鉤碼	測力計讀數(shù)/N	2.242	0.682	0.312	0.061	0.043	0.043
		摩擦力/N	1.678	3.238	3.608	3.859	3.877	3.877
鉤碼、 塑料棒、棉線	1個 鉤碼	測力計讀數(shù)/N	0.862	0.263	0.119	0.071	0.047	0.047
		摩擦力/N	1.098	1.697	1.841	1.889	1.913	1.913
	2個 鉤碼	測力計讀數(shù)/N	1.736	0.535	0.228	0.071	0.047	0.047
		摩擦力/N	2.184	3.385	3.692	3.849	3.873	3.873

（a）表中X處的值為

 

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（b）從以上的數(shù)據(jù)中你能得出的結(jié)論是

 

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Answer 1

分析：（1）可根據(jù)生活經(jīng)驗提出問題：為什么摩擦力與重力相等．
（2）應(yīng)用控制變量法，分析表中實驗數(shù)據(jù)，然后得出實驗結(jié)論．

解答：解：（1）物體間的滑動摩擦力f=μN，μ＜1，即f＜N，根據(jù)題意可知：人攀著繩子向上而繩卻不滑落下來，重力等于摩擦力，可以提出問題：為何這種情景下，f可等于人對繩的拉力即f的大小與重力的大小相等？
（2）（a）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，在匝數(shù)與材料一定的情況下，根據(jù)摩擦力與測力計示數(shù)關(guān)系可知，X=1.804；
（b）根據(jù)實驗所可知的變量，由表中實驗數(shù)據(jù)可知：在材料（繩、棒）確定后，摩擦力隨繩的纏繞圈數(shù)的增多而增大；或在繩所繞的圈數(shù)一定時，朔料棒與棉線之間產(chǎn)生的摩擦力比金屬棒與棉線之間產(chǎn)生的摩擦力大；或在繩所繞的圈數(shù)一定時，所掛重物越重，繩與棒之間產(chǎn)生的摩擦力越大等．
故答案為：（1）為何這種情景下，f可等于人對繩的拉力即f的大小與重力的大小相等？
（2）a、1.804；b、在材料（繩、棒）確定后，摩擦力隨繩的纏繞圈數(shù)的增多而增大．

點評：本題考查了實驗數(shù)據(jù)分析，根據(jù)實驗所控制的變量，認真分析實驗數(shù)據(jù)即可得出結(jié)論．