Question

小明同學在利用如圖甲所示的裝置探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關”時，得到如下實驗數據：

長木板 不同表面	木塊的 放置方式	彈簧測力計的示數/N
		一個木塊	兩個木塊疊放
光滑表面	平放	1.8	3.6
	側放	2.6	3.6
粗糙表面	平放	2.4	4.8
	側放	2.4	4.8

（1）你認為表中哪個數據是不合理的，這個數據是：    ．
（2）由表中得，當兩木塊疊放在粗糙表面時，用彈簧測力計沿水平方向拉動它們做勻速直線運動，測出它們所受的摩擦力為    N，此時兩木塊之間的摩擦力是    N．
（3）請你綜合分析表格中的數據，得出實驗結論：    ．
（4）小明同學又利用現有的器材將實驗操作方法進行了改進，改進后的裝置如圖乙所示，該裝置的特點是    （選填“不需要勻速拉動”或“仍需要勻速拉動”）．實驗時在木板運動的過程中，以下說法正確的是   
A．木塊受到的是靜摩擦力
B．木塊受到的摩擦力水平向左
C．拉動木板運動的速度變大時，彈簧測力計示數也變大
D．如果在木板底部加裝滾珠軸承，彈簧測力計示數將變小
（5）小華想要研究滑動摩擦力的大小與接觸面積是否有關，她將圖甲中的木塊沿豎直方向截去一半后，用彈簧測力計拉著另一半沿水平方向做勻速直線運動，測得木塊所受的滑動摩擦力變為原來的一半．她由此得出：“滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小”． 你認為他的探究過程正確嗎？     你做出這種評價的理由是：    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）滑動摩擦力大小的影響因素有：壓力大小、接觸面的粗糙程度．壓力和接觸面的粗糙程度都相同是摩擦力的大小應該相同．根據二力平衡條件知，滑動摩擦力的大小等彈簧測力計的示數．
（2）水平勻速拉動木塊，木塊做勻速直線運動，木塊處于平衡狀態，由平衡條件分析答題．
（3）分析表中實驗數據，根據實驗所可知的條件與實驗數據得出結論．
（4）改進后，不需要控制木板做勻速運動，木板與木塊間相對運動，它們間的摩擦力是滑動摩擦力；根據影響摩擦力大小的因素分析答題．
（5）探究滑動摩擦力與接觸面面積的關系，應控制物體間的壓力與接觸面的粗糙程度相同．
解答：解：（1）根據表格數據可得：2.6N的數據是錯誤的，因為滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關，側放時一個木塊產生的壓力和平放時應相同．
（2）兩個木塊在彈簧測力計拉力作用下做勻速直線運動，處理平衡狀態，拉力與滑動摩擦力是一對平衡力，由平衡條件得：它們受到的滑動變阻器等于拉力為4.8N；
上面的木塊不受拉力作用，做勻速直線運動，處于平衡狀態，則它不受摩擦力作用，即兩木塊間的摩擦力為零．
（3）由表中實驗數據可知，在接觸面粗糙程度與壓力相同的情況下，木塊平放與側放滑動摩擦力相同，這說明滑動摩擦力與接觸面的面積無關；在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；在壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；由此可得：滑動摩擦力大小與接觸面積無關，壓力越大，接觸面積越粗糙，滑動摩擦力越大．
（4）由圖示可知，實驗改進后，只要拉動木板運動即可，不需要控制木板做勻速直線運動；
A、由于木板與木塊間相對滑動，木塊受到的摩擦力為滑動摩擦力，故A錯誤；
B、木塊靜止，處于平衡狀態，受平衡力作用，拉力與滑動變阻器是一對平衡力，它們大小相等，方向相反，拉力水平向右，則滑動摩擦力水平向左，故B正確；
C、滑動摩擦力由接觸面的粗糙程度與物體間的壓力決定，與物體的運動速度無關，故C錯其；
D、彈簧測力計示數等于木塊受到的滑動摩擦力，木塊受到的滑動摩擦力取決于木板與木塊間接觸面的粗糙程度與它們間的壓力大小，在木板底部加裝滾珠軸承，木塊受到的滑動摩擦力不變，彈簧測力計示數不變，故D錯誤；
（5）小華的結論是錯誤的，因為在實驗時，他沒有控制軀體間的壓力相同．
故答案為：（1）2.6；（2）4.8；0；（3）滑動摩擦力大小與接觸面積無關，壓力越大，接觸面積越粗糙，滑動摩擦力越大；（4）需要勻速拉動；B；（5）不正確；沒有控制物體間的壓力相同．
點評：本題考查了探究影響摩擦力大小的因素實驗，實驗應用了控制變量法，知道實驗注意事項，應用控制變量法，認真分析實驗數據與實驗現象即可正確解題．