Question

如圖1所示是“探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗．

（1）實驗中為了測量滑動摩擦力的大小，應用彈簧測力計沿水平方向______拉動木塊；實驗數據如下：

序號	接觸面	壓力/N	滑動摩擦力/N
1	木塊與木板	2.0	0.4
2	木塊與木板	2.5	0.5
3	木塊與砂紙	2.0	0.6

（2）分析______（選填序號）兩次實驗數據可以得出滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系；從表中數據1、2可以看出______．
（3）在第一次實驗中如果用0.5N的力水平拉動木塊，則木塊受到的滑動摩擦力為______N．
（4）某興趣小組改進了實驗裝置如圖2所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板上的滑塊通過輕繩繞過定滑輪，繩的另一端懸掛托盤．實驗時，在托盤中放入適量的砝碼，使滑塊做勻速直線運動．回答下列問題：
①為了測量滑塊的滑動摩擦力，需要測量的物理量是______．（填選項前的編號）
A、木板的質量m；B、滑塊的質量m；C、砝碼的質量m；D、托盤和砝碼的總質量m．
②滑塊的滑動摩擦力表達式為f=______．（用已知或測量的物理量符號表示）

Answer 1

解：（1）實驗中為了測量滑動摩擦力的大小，應用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊．
（2）由表中實驗數據可知，實驗序號為1、3的實驗物體間的壓力相同而接觸面的粗糙程度不同，由實驗序號是1、3的實驗可以探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系；從表中數據1、2可以看出：在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（3）滑動摩擦力由物體間的壓力、接觸面的粗糙程度決定，與拉力的大小無關，在第一次實驗中如果用0.5N的力水平拉動木塊，則木塊受到的滑動摩擦力為0.4N．
（4）實驗中沒有使用彈簧測力計，所以摩擦力的大小只能通過托盤和砝碼對繩子的拉力體現，拉力等于托盤和砝碼的總重力，因此需要測量托盤和砝碼的總質量m，即需要測量的量是D；滑塊所受摩擦力的大小等于托盤和砝碼的總重力，即f=G=mg；
故答案為：（1）勻速；（2）1、3；在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；（3）0.4；（4）D；mg．
分析：（1）用彈簧測力計勻速拉動木塊，使木塊做勻速直線運動，木塊處于平衡狀態，拉力與摩擦力是一對平衡力，它們相等．
（2）探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系，應控制壓力相同而接觸面粗糙程度不同，分析表中實驗數據，找出符合要求的實驗序號；根據控制變量法的要求，分析實驗序號是1、2的實驗數據，然后得出結論．
（3）滑動摩擦力由物體間的壓力、接觸面的粗糙程度決定，與拉力的大小無關．
（4）當滑塊做勻速直線運動運動時，根據二力平衡的知識，此時滑塊受到的摩擦力等于繩子的拉力，即托盤和砝碼的總重力．
點評：解題時要注意控制變量法的應用，熟練應用控制變量法是正確解題的關鍵；第（4）問中測量滑動摩擦力的大小常利用二力平衡的知識，本實驗也是根據物體受平衡力做勻速直線運動的原理測量摩擦力，存在一些不足，如果讓實驗更完美，可以把砝碼換成細沙，用天平測總質量計算總重力．