Question

14．如圖甲是同學們探究“滑動摩擦力大小影響因素”的實驗，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F增大到1N時，物體處于靜止狀態，此時物體受到的摩擦力為1N，當F增大到2N時，物體恰好做勻速直線運動．若F=4N，物體所受的摩擦力為2.8N．小華同學在實驗完成后認真思考設計了如圖乙所示的裝置重新進行了探究，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動，對靜止的彈簧測力計讀數比較容易優點（寫出一點即可），實驗中，用F=5N水平向右的拉力勻速拉動木板A，物塊B靜止不動，彈簧測力計的示數如圖，則B受到的A的摩擦力為2.8N，若使木板A做加速運動，則B所受摩擦力不變（選填“變大”“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）靜止和勻速直線運動的物體受到平衡力的作用，根據平衡力條件進行判斷；滑動摩擦力大小只跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關，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，彈簧測力計的示數就不穩定，另外彈簧測力計是運動的，不好讀準示數．運動相對的，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．而且，木板的運動不要求勻速，便于操作．

解答 解：
（1）用1N拉力去拉物體卻沒有拉動，此時物體有了發生相對運動的趨勢，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F增大到2N時物體在水平地面上進行勻速直線運動，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）在實驗操作中，很難保持物體B做勻速直線運動，所以讀數不穩定，測量不準確；
改進后，當拉動長木板運動的過程中，物體B保持靜止狀態，根據二力平衡的條件知：此時彈簧測力計的示數等于摩擦力的大�。疅o論長木板是否做勻速直線運動，物體B都處于靜止狀態（即平衡狀態），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；
由圖示測力計可知，其分度值為0.1N，示數為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動，對靜止的彈簧測力計讀數比較容易；2.8；不變．

點評 在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中我們應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換法（將摩擦力轉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動時，拉力與摩擦力平衡）．