Question

14．如圖甲是同學(xué)們探究“滑動摩擦力大小影響因素”的實(shí)驗(yàn)，將重5N的物體放在水平地面上，用彈簧測力計水平向右拉物體，當(dāng)F增大到1N時，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時物體受到的摩擦力為1N，當(dāng)F增大到2N時，物體恰好做勻速直線運(yùn)動．若F=4N，物體所受的摩擦力為2.8N．小華同學(xué)在實(shí)驗(yàn)完成后認(rèn)真思考設(shè)計了如圖乙所示的裝置重新進(jìn)行了探究，該裝置相比于甲圖所示裝置具有不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動，對靜止的彈簧測力計讀數(shù)比較容易優(yōu)點(diǎn)（寫出一點(diǎn)即可），實(shí)驗(yàn)中，用F=5N水平向右的拉力勻速拉動木板A，物塊B靜止不動，彈簧測力計的示數(shù)如圖，則B受到的A的摩擦力為2.8N，若使木板A做加速運(yùn)動，則B所受摩擦力不變（選填“變大”“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）靜止和勻速直線運(yùn)動的物體受到平衡力的作用，根據(jù)平衡力條件進(jìn)行判斷；滑動摩擦力大小只跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，由此得到拉力為20N時物體受到的摩擦力；
（2）木塊很難勻速，木塊不勻速，彈簧測力計的示數(shù)就不穩(wěn)定，另外彈簧測力計是運(yùn)動的，不好讀準(zhǔn)示數(shù)．運(yùn)動相對的，我們可以采用木塊不動，拉動木板，這樣彈簧測力計是靜止的，便于讀數(shù)．而且，木板的運(yùn)動不要求勻速，便于操作．

解答 解：
（1）用1N拉力去拉物體卻沒有拉動，此時物體有了發(fā)生相對運(yùn)動的趨勢，所以物體和地面之間存在摩擦力；由于物體靜止，拉力和摩擦力是一對平衡力．所以大小是相等的，為1N；
當(dāng)F增大到2N時物體在水平地面上進(jìn)行勻速直線運(yùn)動，物體在水平方向上受到拉力和滑動摩擦力作用，滑動摩擦力和拉力是一對平衡力，拉力是2N，滑動摩擦力也是2N；
拉力增大到4N時，壓力和接觸面粗糙程度不變，滑動摩擦力大小不變，還是2N．
（2）在實(shí)驗(yàn)操作中，很難保持物體B做勻速直線運(yùn)動，所以讀數(shù)不穩(wěn)定，測量不準(zhǔn)確；
改進(jìn)后，當(dāng)拉動長木板運(yùn)動的過程中，物體B保持靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡的條件知：此時彈簧測力計的示數(shù)等于摩擦力的大�。疅o論長木板是否做勻速直線運(yùn)動，物體B都處于靜止?fàn)顟B(tài)（即平衡狀態(tài)），這樣拉力等于摩擦力，而且無論拉木板速度多少，摩擦力都一樣，不改變摩擦力大小，所以容易讀數(shù)；
由圖示測力計可知，其分度值為0.1N，示數(shù)為2.8N，由平衡條件可知，摩擦力：f=F=2.8N；
若使木板A做加速運(yùn)動，物體B對A的壓力和接觸面粗糙程度不變，滑動摩擦力大小不變，還是2.8N．
故答案為：1；2.8；不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動，對靜止的彈簧測力計讀數(shù)比較容易；2.8；不變．

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