Question

12．在探究“滑动摩擦力的大小与哪些素因有关”的活动中，阳阳同学所在合作小组的实验如图所示．

（1）实验中要测量出每次木块与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小，应沿木板水平拉木块做匀速直线运动，由图甲可知木块此时受到的滑动摩擦力为0.8 N，其依据是二力平衡．
（2）小明做了4次实验，实验数据如下表，根据实验数据，请你帮助他用描点法在方格纸上画出木块受到的滑动摩擦力与压力的关系图．

实验次数	1	2	3	4
木块与砝码重G（N）	4.0	6.0	8.0	10.0
弹簧秤示数F（N）	0.8	1.2	1.6	2.0

（3）分析丙图象可得出：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小f与压力F_N关系式f=0.2F_N．
（4）实验快结束时，爱打网球的小明想判断网球鞋和运动鞋那个防滑效果更好．请您利用上述仪器，写出实验方法：将网球鞋放在水平桌面上，运动鞋放在网球鞋上，用弹簧测力计水平匀速直线拉动网球鞋，记下弹簧测力计的示数；再将两只鞋交换位置，弹簧测力计水平匀速直线拉动运动鞋，记下弹簧测力计的示数，比较两次弹簧测力计的示数，示数大的防滑效果更好．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡的知识可知，弹簧测力计水平方向匀速拉动木块时，弹簧测力计才能测出摩擦力的大小；
（2）用描点法绘制摩擦力与压力关系的图象时，一定要注意横、纵坐标所代表的物理量，然后一一对应确定各点，画出图象；
（3）分析图象，结合数学知识，描述摩擦力与压力的关系；
（4）想判断网球鞋和运动鞋哪个防滑效果更好，实际上就是探究哪个鞋子的表面更粗糙，粗糙的防滑效果就好，因此必须控制压力一定．

解答 解：
（1）甲图中弹簧测力计的分度值为0.1N，弹簧测力计的示数是0.8N；用弹簧测力计水平方向匀速拉动木块时，弹簧测力计处于匀速直线运动状态，则弹簧测力计在水平方向上受到了摩擦力和拉力是一对平衡力，即弹簧测力拉力的大小与木块受到摩擦力的大小相等．
（2）用横坐标表示压力，纵坐标表示摩擦力，利用描点法一一对应数据，绘制成图象如下图所示：

（3）分析图象可得出：在接触面粗糙程度相同时，压力增大几倍，摩擦力也增大基本，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比，当f=1N时，F_N=5N，即f=0.2F_N；
（4）将网球鞋放在水平桌面上，运动鞋放在网球鞋上，用弹簧测力计水平匀速直线拉动网球鞋，记下弹簧测力计的示数；再将两只鞋交换位置，弹簧测力计水平匀速直线拉动运动鞋，记下弹簧测力计的示数，比较两次示数，示数大的防滑效果更好．
故答案为：（1）0.8；二力平衡（2）见上图；（3）f=0.2F_N；（4）将网球鞋放在水平桌面上，运动鞋放在网球鞋上，用弹簧测力计水平匀速直线拉动网球鞋，记下弹簧测力计的示数；再将两只鞋交换位置，弹簧测力计水平匀速直线拉动运动鞋，记下弹簧测力计的示数，比较两次弹簧测力计的示数，示数大的防滑效果更好．

点评 此题是探究影响滑动摩擦力的因素，主要考查了对二力平衡条件的应用及控制变量法．在此实验中要拉动木块做匀速直线运动，要研究滑动摩擦力与一个量的关系，需要控制两一个量不变．