Question

为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在老师的指导下做了一系列实验．以下是部分实验步骤（实验过程中保持长木板水平且固定）．
第1次：把木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，使木块做匀速直线运动（如图1），
第2次：把木块侧放在长木板上，用同样的方法拉木块（如图2）
第3次：把两块相同木块叠在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉木块（如图3），
得到下列数据．

实验次数	木块对木板的压力/N	弹簧测力计的示数/N	滑动摩擦力/N
1		4.0
2		4.0
3		8.0

（1）若已知每个木块的质量为2kg，请你帮助小明填全表格内的数据；（g=10N/kg）
（2）比较1、2两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积________ 关（选填“有”或“无”）．
（3）比较第1、3两次实验数据，可以初步得出的结论是：________．

（4）如图4所示，若将上述实验中完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F₁作用下，A、B一起作匀速直线运动，此时木块B所受A的摩擦力为________N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F₂推A使它们一起匀速运动，则推力F₂=________N．

Answer 1

解：（1）1个木块的质量是2kg，所以1、2两次实验的压力F=G=mg=2kg×10N/kg=20N．
第3次实验的压力为F=2G=2×20N=40N．
在每次实验中，弹簧测力计都是拉着物体做匀速直线运动，所以滑动摩擦力等于拉力即弹簧测力计的示数．
故答案为：

实验次数	木块对木板的压力/N	弹簧测力计的示数/N	滑动摩擦力/N
1	20	4.0	4.0
2	20	4.0	4.0
3	40	8.0	8.0

（2）1、2两次实验接触面积的大小不同，压力相同，但两次所测的摩擦力的大小相同，所以比较1、2两次实验可以得出滑动摩擦力的大小与接触面积无关．
（3）1、3两次实验接触面积的小相等，第三次压力比第一次的压力大，第三次的摩擦力也大于第一次的摩擦力，所以可以得出滑动摩擦力的大小与压力的大小有关．
（4）因为B随A一起做匀速直线运动，所以B想对于A没有运动的趋势，即A、B间不存在摩擦力，故木块B所受A的摩擦力为零；
因为木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F₁作用下，A、B一起作匀速直线运动，因此地面对A的摩擦力等于水平拉力，即12N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F₂推A使它们一起匀速运动，由于摩擦力与接触面积的大小无关，因此推力F₂等于摩擦力，即12N．
故答案为：（2）无；（3）滑动摩擦力的大小与压力的大小有关；（4）0；12．
分析：（1）要解决此题，需要掌握重力和质量之间的关系．G=mg．在水平面上，物体对水平面的压力等于物体的重力，物体做匀速直线运动时，拉力等于摩擦力；
（2）要掌握控制变量法，比较1、2两次实验数据，通过滑动摩擦力的大小是否变化即可判断出与接触面积的关系；
（3）要得出结论，需要比较1、3，找出相同的量，和变化的量，从而得出结论；
（4）先物体AB间是否有相对运动的趋势，如果没有，则两个接触面之间就不存在摩擦力；根据（2）小题得出的结论可知，摩擦的大小与接触面积的大小无关，即物体在水平面上做匀速直线运动时，拉力等于摩擦力．
点评：此题是探究摩擦力大小与哪些因素有关，要注意控制变量法在此题中的应用．同时考查了有关重力的大小计算．