Question

如图所示是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验．

（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做______运动，是因为由二力平衡知识可知，此时木块所受的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数．
（2）分析图甲和丙，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₃，说明：在压力相同时，______，滑动摩擦力越大．在实验中采用的方法是______．
（3）分析图甲、乙可知，在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大．为了进一步探究“滑动摩擦力与压力大小的定量关系”，某同学在A物体上添加砝码并均匀摆放，改变的是物体对桌面的压力，重复上述实验步骤进行多次实验，并将实验数据记录在表中．

实验次数	压力F/N	测力计示数/N
l	2.3	1.8
2	3.3	2.6
3	4.3	3.4
4	5.3	4.2

①请根据实验数据在图中绘制图象．

②分析图象可得结论：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力与压力大小成______．
（4）如图丁所示，在图丙中物块A上叠放一块与之相同的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起做匀速直线运动．弹簧测力计示数为F₄，则F₃：F₄=______．若他拉着重叠体速度由0.02m/s变为0.04m/s，重叠体受到的滑动摩擦力将______．（选填“变大”、“不变”或“变小”）

Answer 1

【答案】分析：（1）对摩擦力的测量是采用“转换法”进行的，只有当弹簧测力计拉动木块匀速运动时，拉力才与摩擦力成为一对平衡力，它们大小相等；
（2）分析图甲和丙可知，压力的大小相同，接触面的粗糙程度不同，弹簧测力计在接触面粗糙的面上示数大，说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，且接触面越粗糙滑动摩擦力越大；
（3）①根据描点法做出图象；②分析图象，根据图象的特点得出相应的结论；
（4）物块A上叠放一块与之相同的物块B后，压力变为原来的2倍，接触面的粗糙程度不变，根据（3）中的结论得出两次弹簧测力计的示数关系；滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关．
解答：解：（1）弹簧测力计测量摩擦力，利用了二力平衡的知识，当木块做匀速直线运动时，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；
（2）分析图甲和丙可知，压力的大小相同，接触面的粗糙程度不同，毛巾表面上的拉力大于木板表面上的拉力，说明在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；本次实验中控制了压力不变即探究过程需要应用控制变量法；
（3）①图中横坐标对应的是压力，纵坐标对应的是摩擦力，把表中的数据用描点法绘制图象如下：

②由图象可以看出，摩擦力与压力的关系图象是正比例函数图象，因此可以得出的结论是：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力与压力大小成正比；
（4）比较丙、丁两图可知，接触面的粗糙程度相同，压力不同，丁图中压力是丙图压力的2倍，所使用的拉力也应该是2倍的关系，即F₄：F₃=2：1；
滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关，当拉着重叠体速度由0.02m/s变为0.04m/s，重叠体受到的滑动摩擦力将不变．
故答案为：
（1）匀速直线； 
（2）接触面越粗糙；控制变量法；
（3）正比；
（4）1：2；不变．
点评：判断滑动摩擦力是否变化，抓住滑动摩擦力大小的影响因素是关键，滑动摩擦力跟物体的移动速度没有关系，跟压力大小和接触面粗糙程度有关．