Question

12．在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关“实验中，小明猜想滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关．他用一个带钩的木块、一个弹簧测力计、砝码，分别在木板、棉布表面上进行了实验，如图所示．

（1）本实验的实验原理是二力平衡条件．
（2）拉木块时，要使木块所受的拉力在水平 方向，并使木块做匀速直线运动．
（3）比较甲乙两次实验的结论是接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（4）图①中木块在拉力F₁作用下做匀速直线运动，弹簧测力计示数为2N，则滑动摩擦力大小为2N；若弹簧测力计示数变为3N，滑动摩擦力大小为2N．
（5）实验时发现很难保持弹簧测力计示数的稳定，某同学对实验装置进行了改进，如图所示．此时木块受到摩擦力方向水平向左．

Answer 1

分析 在实验中，应拉着木块做匀速直线运动，根据二力平衡条件，得出摩擦力与拉力相等；
影响滑动摩擦力大小的因素是压力和接触面的粗糙程度，结合控制变量法可对实验中的现象做出分析并得出结论．同时知道滑动摩擦力始终与物体相对运动的方向相反．

解答 解：（1）本实验通过弹簧测力计的拉力得出摩擦力的大小，其依据的原理是二力平衡条件．
（2）实验中拉木块时，要使木块所受的拉力在水平方向，并使木块做匀速直线运动，这样拉力与摩擦力才是一对平衡力．
（3）比较甲乙两次实验可以看出，接触面相同，压力不同，弹簧测力计的示数不同，故可得出结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（4）图甲中木块在拉力F₁作用下做匀速直线运动，弹簧测力计示数为2N，根据二力平衡条件，则滑动摩擦力大小为2N；
若弹簧测力计示数变为3N，压力和接触面均不变，所以滑动摩擦力不变，仍为2N．
（5）在图丁所改进的实验装置中，拉动木板向左运动，木块相对于木板向右运动，则滑动摩擦力的方向与木块相对运动的方向相反，即此时木块受到摩擦力方向水平向左．
故答案为：（1）二力平衡条件；（2）水平；匀速直线；     
（3）接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（4）2；2； （5）左．

点评 在探究滑动摩擦力大小与什么有关的实验中，关键是掌握二力平衡条件的运用和控制变量法的运用，并能正确分析摩擦力各影响因素的关系．