Question

15．如圖甲是小明同學(xué)“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)，鐵塊和木塊的大小和形狀完全相同．
（1）實(shí)驗(yàn)中要用彈簧測力計(jì)測量摩擦力的大小，應(yīng)拉著物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，本實(shí)驗(yàn)的原理是二力平衡的條件；
（2）比較圖甲中的①、②兩圖，可得到的結(jié)論是在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）圖甲中②、③中鐵塊和木塊疊在一起的目的是使長木板受到的壓力相同；
（4）在圖甲②中的木塊放在鐵塊上后，讓鐵塊和木塊一起勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列關(guān)于木塊受力說法正確的是C
A．只受重力            B．受重力、支持力和向右的摩擦力
C．受重力和支持力　　　D．受重力、支持力和向左的摩擦力
（5）大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明：物體所受滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小成正比，即f=μN(yùn)（f表示摩擦力、N表示壓力、μ為動(dòng)摩擦因數(shù)即正比例系數(shù)）；為了用彈簧測力計(jì)測定兩木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，該同學(xué)使用了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)方案．若A和B的重力分別為100N和150N，當(dāng)圖乙中A被拉動(dòng)時(shí)，彈簧測力計(jì)a示數(shù)為60N，b示數(shù)為110N，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡條件，為了正確測量摩擦力，應(yīng)沿水平方向拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)拉力與摩擦力平衡，大小相等；
（2）影響滑動(dòng)摩擦力的因素有壓力的大小和接觸面的粗糙程度，比較①、②兩圖，接觸面是相同的，壓力的大小不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同，據(jù)此可得出結(jié)論；
（3）將鐵塊和木塊疊在一起可保證壓力大小不變，改變疊放的次序可使不同的接觸面與水平面接觸；
（4）對木塊進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件：相互擠壓、相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢，得出木塊受到的力；
（5）根據(jù)公式f=μN(yùn)可對動(dòng)摩擦因數(shù)進(jìn)行計(jì)算，但關(guān)鍵是要分析出摩擦力f的大小．

解答 解：
（1）當(dāng)用彈簧測力計(jì)水平拉動(dòng)木塊，使其在長木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡的條件可知，此時(shí)摩擦力的大小等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)；
（2）比較①、②兩圖可知，接觸面相同、壓力大小不同，彈簧測力計(jì)示數(shù)不同，故結(jié)論為：接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）圖②、③中鐵塊和木塊疊在一起即可以使壓力保持不變，同時(shí)還可通過改變疊放次序控制接觸面的變化；
（4）因?yàn)殍F塊和木塊一起勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以它們之間沒有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢，沒有摩擦力，木塊只受重力和支持力的作用，故C正確；
（5）由題意可知，兩物體接觸面受到的壓力等于B的重力，即N=150N，彈簧測力計(jì)a的示數(shù)等于兩物體接觸面間摩擦力的大小，即f=60N．由公式f=μN(yùn)得，μ=$\frac{f}{N}$=$\frac{60N}{150N}$=0.4．
故答案為：（1）勻速直線；二力平衡的條件；（2）在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；（3）壓力；（4）C；（5）0.4．

點(diǎn)評 在“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)注意兩種研究方法與一個(gè)物理原理的合理利用，兩個(gè)方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法（將摩擦力轉(zhuǎn)換為彈簧測力計(jì)的拉力）；一個(gè)物理原理是二力平衡原理（在物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力與摩擦力平衡）．