Question

9．如圖所示是小華物理學(xué)習(xí)小組探究“滑動摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的實驗．

（1）實驗過程中，必須用彈簧測力計沿水平方向拉著木塊做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡的原理，得出滑動摩擦力與拉力大小相等．
（2）觀察圖甲、丙，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)F₁＜F₃，說明：壓力一定時，接觸面粗糙程度越大，滑動摩擦力越大．
（3）在實驗后交流的過程中，小華發(fā)現(xiàn)有同學(xué)設(shè)計的實驗裝置如圖所示，實驗時，在托盤中放入適量的砝碼，使木塊做勻速直線運動．（滑輪的摩擦不計）
請回答下列問題：
①為了測木塊滑動摩擦力，需要測量物理量是D（填編號）．
A．木板的質(zhì)量m_l              B．木塊的質(zhì)量m₂
C．砝碼的質(zhì)量m₃             D．托盤和砝碼的總質(zhì)量m_4⊕
托盤落地后，木塊繼續(xù)在木板上向前運動，受到的滑動摩擦力f₂，則f₁等于f₂．（選填“大于”、“等于”或“小于”）

Answer 1

分析 （1）木塊只有在做勻速直線運動時，受到彈簧測力計的拉力才等于受到的摩擦力；
（2）滑動摩擦力跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)．探究滑動摩擦力跟壓力大小關(guān)系時，控制接觸面粗糙程度不變；探究滑動摩擦力跟接觸面粗糙程度關(guān)系時，控制壓力大小不變．壓力一定時，接觸面粗糙程度越大，滑動摩擦力越大；
（3）在圖2的設(shè)計中，對木塊的拉力來自托盤的砝碼的總重力，因此需要測量二者的質(zhì)量；探究摩擦力是否變化，看壓力和接觸面的粗糙程度是否變化．

解答 解：
（1）實驗時為了測出滑動摩擦力大小，應(yīng)使彈簧測力計拉著木塊在水平面上做勻速直線運動，此時摩擦力和拉力是一對平衡力，根據(jù)二力平衡，可知此時滑動摩擦力與拉力大小相等；
（2）甲、丙兩圖壓力相同，接觸面粗糙程度不同，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)F₁＜F₃，說明：壓力一定時，接觸面粗糙程度越大，滑動摩擦力越大．
（3）①因為圖2的設(shè)計中，對木塊的拉力來自托盤的砝碼的總重力，所以為了測量木塊的滑動摩擦力，需要測量的物理量是托盤和砝碼的總質(zhì)量m₄；
托盤落地后，木塊繼續(xù)向前運動，壓力和接觸面的粗糙程度沒有改變，所以受到的滑動摩擦力f₂等于f₁．
故答案為：（1）勻速直線；二力平衡；（2）越大；（3）①D；等于．

點評 掌握滑動摩擦力大小的影響因素是壓力大小和接觸面的粗糙程度，能利用掌握二力平衡條件在測量摩擦力中的應(yīng)用，掌握滑動摩擦力大小的影響因素，能正確運用控制變量法探究滑動摩擦力大小跟各影響因素之間的關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵．