Question

7．如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，滑块和木块的大小和形状完全相同，实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动．

（1）比较（甲）、（乙）两图，可得到的结论是：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（2）图（乙）、（丙）中铜块和木块叠在一起的目的是使压力相同；
（3）若物体不是匀速运动，而是做加速直线运动，弹簧测力计读数大于摩擦力；若物体做减速直线运动，弹簧测力计读数小于摩擦力（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（4）实验时小明现在竖直方向上对弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动则测出的摩擦力小于实际摩擦力（填“大于”，“等于”或“小于”）．
（5）实际操作时，手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的，因而测力计的读数不一定等于摩擦力的大小．小张提出一个改进方法，如图，这样做不一定（填“一定”或“不一定”）要匀速拉动长木板，就能确保弹簧测力计的读数等于摩擦力的大小．

Answer 1

分析 滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关．探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度关系时，控制压力大小不变；探究滑动摩擦力大小跟压力大小关系时，控制接触面粗糙程度不变．
（1）甲、乙两图接触面粗糙程度相同，压力大小不同；
（2）乙、丙两图探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系，需保持压力大小不变，改变接触面的粗糙程度．
（3）弹簧测力计拉动物体运动时，弹簧测力计显示拉力大小，当物体进行匀速直线运动时，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，滑动摩擦力大小等于拉力大小，滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数；当物体加速运动时，拉力大于滑动摩擦力，滑动摩擦力小于弹簧测力计示数；当物体减速运动时，拉力小于滑动摩擦力，滑动摩擦力大于弹簧测力计示数．
（4）在竖直方向上对弹簧测力计调零，因弹簧自身重力的作用，会使指针所指的初始位置偏下方，再水平使用时，指针回缩，则测出的力的示数会变小；
（5）当固定住上面的木块，拉动下面的木板时，由于木块始终处于静止状态，所以拉力始终与摩擦力平衡，摩擦力不变，则拉力大小不变．

解答 解：（1）甲乙两图接触面粗糙程度相同，甲图压力小于乙图压力，甲图滑动摩擦力小于乙图滑动摩擦力，所以甲乙两图得出的结论：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（2）图乙、丙中，铜块和木块叠在一起的目的是控制两个实验中的压力相同，探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系．
（3）弹簧测力计拉动物体时，弹簧测力计显示拉力大小．弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动时，物体受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数．
若物体做加速直线运动，拉力大于滑动摩擦力，所以弹簧测力计示数大于滑动摩擦力．
若物体做减速直线运动，拉力小于滑动摩擦力，所以弹簧测力计示数小于滑动摩擦力．
（4）因为弹簧自身重力的作用，所以当在竖直方向上对弹簧测力计调零后，再在水平方向上测拉力的大小，指针的位置会有一定的回缩，至使所测出的摩擦力小于实际摩擦力的大小；
（5）将铜块固定，即使没有匀速拉动木板，铜块始终处于静止状态，测力计示数较稳定，此时拉力大小等于摩擦力．
故答案为：（1）在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）压力；（3）大于；小于；（4）小于；（5）不一定．

点评 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中我们应注意两种研究方法与一个物理原理的合理利用，两个方法是控制变量法和转换法（将摩擦力转换为弹簧测力计的拉力）；一个物理原理是二力平衡原理（在物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力平衡）；本题的易错点在于对问题（4）的解答，要细心分析弹簧测力计竖直调零再水平使用时对测量结果的影响，防止颠倒．