Question

【題目】彈簧測力計是我們在許多力學實驗中常用的測量工具，讓我們利用它來探究力學中蘊含的奧秘吧！

(1)小明用彈簧測力計探究“影響滑動摩擦力大小的因素”，實驗裝置如圖一所示

①為測出滑動摩擦力大小，三次實驗中均用彈簧測力計沿水平方向______拉動木塊A，彈簧測力計的示數F1<F2<F3，圖中F3為______N；

②比較A、B兩幅圖可得出的結論：______；利用此結論，如果要在拔河比賽中獲勝應選用圖二中______類型的鞋（填字母）；

③比較B、C兩幅圖可探究的問題是：______；

(2)如圖三所示是小剛非常喜歡的一套茶具，他想要知道制作茶杯的陶瓷材料的密度。請你從彈簧測力計、燒杯（數量、大小不限）、量筒（100mL）、小木塊、水、小桶中選用合適器材，設計一種測量茶杯的陶瓷材料的密度的方法。小茶杯不能放進100ml的量筒。

①請寫出具體的操作步驟______（可以結合畫圖用文字說明）；

②請寫出制作茶杯的陶瓷材料的密度表達式表達式ρ=______（用已知量、測量量表示，比如水的密度用ρ水表示）。

Answer 1

【答案】勻速 2.4 當壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大 a 在接觸面粗糙程度一定時，滑動摩擦力的大小與壓力的關系 見解析

【解析】

(1)①[1]在實驗中，拉動木塊時，應沿水平方向勻速拉動，讓木塊處于平衡狀態，則拉力才等于木塊所受的摩擦力。

[2]由圖C知，彈簧測力計的示數為2.4N。

②[3]圖A、B中，木塊對接觸面的壓力相同，但接觸面的粗糙程度不同，A中的接觸面粗糙程度大于B中的，且F1<F2，所以可得到：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。

[4]拔河比賽中，可以通過增大運動員與接觸面的粗糙程度來增大摩擦力，所以應選花紋較深的鞋。

③[5]B、C兩幅圖中，木塊與接觸面的粗糙程度相同，但木塊對接觸面的壓力不同，所以兩圖可探究：在接觸面粗糙程度一定時，滑動摩擦力的大小與壓力的關系。

(2)[6]操作步驟：①用木塊將大小合適的燒杯底部一端墊起使燒杯傾斜，此燒杯可用作溢水杯，往燒杯中加水直到水剛好溢出；②用彈簧測力計稱出小桶的重力G1；③使小茶杯漂浮在溢水杯中，同時用小桶收集溢出的水，用彈簧測力計稱出小桶和溢出水的總重力G2，據物體的浮沉條件知，此時小茶杯的重力等于其所受的浮力，而此時的浮力等于小茶杯排開的水所受到的重力，即

G木=F浮=G2-G1

④在溢水杯中加滿水，將茶杯緩慢浸沒在溢水杯中，用量筒收集溢出的水，記錄此時量筒中水的體積V。此時茶杯浸沒在水中，所以小茶杯的體積等于其排開的水的體積，即V木=V。

[7]小茶杯的密度