Question

9．如圖所示是小華物理學習小組探究“滑動摩擦力大小與什么因素有關”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，發現彈簧測力計的示數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，小華發現有同學設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．木板的質量m_l              B．木塊的質量m₂
C．砝碼的質量m₃             D．托盤和砝碼的總質量m_4⊕
托盤落地后，木塊繼續在木板上向前運動，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．探究滑動摩擦力跟壓力大小關系時，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，發現彈簧測力計的示數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量m₄；
托盤落地后，木塊繼續向前運動，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系是解答本題的關鍵．