Question

5．毛毛在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中，使用的实验装置如图所示．

（1）实验过程中，为使滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数，弹簧测力计必须（选填“必须”或“不必”）沿水平方向拉着物块做匀速直线运动．
（2）在整个探究过程中共进行了9次实验，实验数据记录如下：

接触面 种类	试验 次数	对接触面的压力（N）	运动速度（cm/s）	接触面的大小（cm2）	测力计的示数（N）
木板	1	5	2	50	1.2
	2	10	2	50	2.3
	3	15	2	50	3.5
棉布	4	5	2	50	1.8
毛巾	5	5	2	50	2.7
	6	5	3	50	2.7
	7	5	4	50	2.7
	8	5	4	30	2.7
	9	5	4	15	2.7

①分析1、2、3次实验数据可知，滑动摩擦力的大小与压力大小有关．
②分析1、4、5三次实验数据可知，滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关．
③分别比较5、6、7三次实验数据和7、8、9三次实验数据还可以得出滑动摩擦力的大小与物体运动速度和接触面的大小均无关．（选填“有关”或“无关”）
（3）完成以上实验后，毛毛发现实验室里有木块和铁块，他想比较一下木块和铁块表面的粗糙程度，于是进行了如右图甲、乙所示的实验操作：
①操作中铁块和木块叠放在一起的目的是控制物体间的压力相等．
②甲图中物体匀速运动的速度大小为v₁，乙图中物体匀速运动的速度大小为v₂．实验过程中，对于v₁和v₂的大小关系，下列说法正确的是D（选填字母）．
A．v₁一定大于v₂B．v₁一定小于v₂
C．v₁一定等于vD．v₁可以小于、等于或大于v₂
③比较两次弹簧测力计示数可知，木块表面的粗糙程度大一些．依据是压力相等，滑动摩擦力大．

Answer 1

分析 （1）实验中用弹簧测力计水平匀速拉着物块做匀速直线运动，根据二力平衡，摩擦力和拉力平衡；
（2）利用控制变量法，分析各组数据得出结论；
（3）①为了探究摩擦力与接触面粗糙程度关系，需要保持压力相等；②滑动摩擦力大小与物体的运动速度无关；③分析表格中的数据利用控制变量法得出结论．

解答 解：（1）实验过程中，利用弹簧测力计拉着物块做匀速直线运动，根据二力平衡可知：此时摩擦力和拉力是一对平衡力，故滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数；
（2）①分析1、2、3次实验数据可知，在接触面积的大小、运动速度、接触面的粗糙程度相同时，压力越大，弹簧测力计示数越大，则摩擦力越大，故可得结论：滑动摩擦力的大小与压力大小有关．
②分析1、4、5三次实验数据可知，压力、接触面积、运动速度相等，接触面越粗糙，弹簧测力计示数越大，则摩擦力越大，故可得出结论：滑动摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度有关．
③分别比较5、6、7三次实验数据和7、8、9三次实验数据可知，压力大小、接触面的粗糙程度以及运动速度相等时，接触面积改变，但弹簧测力计示数不变，可以得出滑动摩擦力的大小与物体运动速度和接触面的大小均无关．
（3）①为了比较木块和铁块表面的粗糙程度，应该保持压力相等，故可以将铁块和木块叠放在一起；
②通过实验可知滑动摩擦力大小与物体的运动速度无关，只是要求在每一次实验中必须保持物体匀速直线运动；
③比较两次弹簧测力计示数可知，在压力相等的情况下，甲实验的弹簧测力计示数小于乙实验的弹簧测力计示数，即甲中摩擦力小于乙中的摩擦力，故可以得出结论：木块表面的粗糙程度大一些．
故答案为：（1）必须；（2）①压力大小．
②1、4、5．
③无关；
（3）①控制物体间的压力相等．
②D；
③木块；压力相等，滑动摩擦力大．

点评 此题主要考查学生对于影响滑动摩擦力大小的因素实验的理解和掌握，注意利用控制变量的分析数据．