Question

为测定某物块与木板之间滑动摩擦力的大小，某同学设计了甲乙两种实验方案，两次都将物块放在水平地面上，分别如图甲、乙所示（实验中均不计弹簧测力计的重力）．
（1）甲图实验中，用水平力F₁拉动物块匀速滑动时，弹簧测力计的示数为3.2N，则物块与木板之间的滑动摩擦力大小为______N．如果拉动物块时，物块未做匀速运动，则弹簧测力计的示数______3.2N（填“等于”或“不等于”）．
（2）乙图实验中，用细线通过弹簧测力计水平地拉住物块，用水平力F₂=6N拉木板，使木板在物块下面滑动（不是匀速），弹簧测力计的示数为3.2N．则物块与木板之间的滑动摩擦力大小为______N．通过比较，你觉得在该实验中选______方案更好（选填甲或乙）．

Answer 1

【答案】分析：（1）物体匀速直线运动时，水平水平方向上受到平衡力的作用，根据平衡力的条件判断滑动摩擦力大小．
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，物块只要是运动，在压力和接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力也保持不变．物块未进行匀速直线运动时，拉力和滑动摩擦力不是平衡力，大小不相等．
（2）物体静止时水平方向上受到平衡力的作用，根据平衡力的条件判断滑动摩擦力大小．
实验甲弹簧测力计拉动物块要进行匀速直线运动，实验乙拉动木板不用保持匀速直线运动，操作比较简单．
解答：解：（1）弹簧测力计拉动物块时，弹簧测力计显示拉力大小，物块进行匀速直线运动时，滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，所以滑动摩擦力大小为3.2N．
物块运动时，压力大小不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力保持3.2N不变．
物块进行加速直线运动时，拉力大于滑动摩擦力，所以弹簧测力计示数大于3.2N．
物块进行减速直线运动时，拉力小于滑动摩擦力，所以弹簧测力计示数小于3.2N．
所以物块未进行匀速直线运动时，弹簧测力计示数不等于3.2N．
（2）当用力拉动木板时（不一定匀速），物块相当于右侧的固定端是静止的，水平方向上受到的弹簧测力计的拉力和摩擦力是一对平衡力，弹簧测力计示数是3.2N，所以滑动摩擦力大小为3.2N．
进行实验甲时，要保持物块进行匀速直线运动，这种操作很困难；进行实验乙不必保持匀速直线拉动木板，实验操作比较简单，所以实验乙方案更好．
故答案为：（1）3.2；不等于；（2）3.2；乙．
点评：（1）实验甲和乙都是通过弹簧测力计间接测量滑动摩擦力大小，甲是根据匀速直线物体受到平衡力的作用，乙是根据静止的物体受到平衡力的作用，实验乙操作更简单．
（2）实验乙是对实验甲的改进，是经常考查的习题．