Question

3．小明用如圖甲所示的裝置，探究摩擦力的大小與哪些因素有關．
（1）實驗時，小明將木塊放在水平木板上，彈簧測力計沿水平方向拉動木塊，并使木塊做勻速直線運動，這樣做的目的是使拉力和摩擦力成為一對平衡力．
（2）實驗時，小明記錄的部分數據如表所示．

序號	木塊放置情況	木板表面情況	壓力/N	彈簧測力計示數/N
1	平放	木板	6	1.2
2	平放	木板	8	1.6
3	平放	木板	10	2.0
4	平放	木板上鋪棉布	6	1.8
5	平放	木板上鋪毛巾	6	3.0

A．分析序號1、2、3三組數據可知：滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關，滑動摩擦力的大小與接觸面所受壓力F大小的關系式是f=0.2F．
B．如要探究滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關系，應選序號為1、4、5三組數據進行分析．
（3）小明在實驗時還發(fā)現(xiàn)：在木塊沒有被拉動時，彈簧測力計也有示數，且示數會變化，他請教老師，知道可用F-t圖象表示拉力隨時間的變化情況．若某次實驗開始拉動木塊直到木塊勻速滑動的F-t圖象如圖乙所示，其中0～4s木塊處于靜止狀態(tài)，分析圖象可知：要使木塊由靜止開始運動，至少要用2.3N的水平拉力拉木塊；如果實驗時木塊所受的拉力是2N，則下列對木塊所處狀態(tài)的判斷，正確的是C．
A．靜止                           B．勻速直線運動
C．靜止或勻速直線運動              D．條件不足，無法判斷．

Answer 1

分析 （1）二力平衡的條件是作用在同一物體上的兩個力，必須大小相等、方向相反，且在一條直線上，這兩個力才彼此平衡，這四個條件必須同時具備；
（2）a、滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，研究滑動摩擦力的大小與壓力的關系，要讓接觸面的粗糙程度相同，而改變壓力；根據表中數據得出滑動摩擦力的大小與接觸面所受壓力F大小的關系式；
b、研究滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度的關系，要讓壓力相同，而改變接觸面的粗糙程度；
（3）由圖2可知要使木塊由靜止開始運動，至少要用多大的水平拉力拉木塊；如果實驗時木塊所受的拉力是2N，有兩種可能：①還沒拉動，②拉動后勻速運動．

解答 解：
（1）木塊在水平木板上運動，受到的摩擦力是水平方向的，為了使拉力和摩擦力成為一對平衡力，彈簧測力計必須沿水平方向拉動木塊，并使木塊作勻速直線運動；
（2）a、由序號為1、2、3三組數據可知，接觸面的粗糙程度相同，壓力不同，摩擦力不同，可見，滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關；并且f=0.2F；
b、由序號為1、4、5三組數據可知，壓力相同，接觸面的粗糙程度不同，摩擦力不同，可見，滑動摩擦力的大小與壓力有關；
（3）由圖2可知，要使木塊由靜止開始運動，至少要2.3N的水平拉力；
如果實驗時木塊所受的拉力是2N，可能靜止（還沒拉動）、可能勻速運動，故選C．
故答案為：（1）水平；使拉力和摩擦力成為一對平衡力；（2）1、2、3；f=0.2F；1、4、5；（3）2.3；C．

點評 本題為探究摩擦力的大小與哪些因素有關的實驗題，考查了二力的平衡條件、控制變量法的使用、分析實驗數據得出結論的能力，要求靈活運用所學知識分析回答！