Question

為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關，小明同學在老師的指導下做了一系列實驗．以下是部分實驗步驟（實驗過程中保持長木板水平且固定）．
第1次：把木塊平放在長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊，使木塊做勻速直線運動（如圖1），
第2次：把木塊側放在長木板上，用同樣的方法拉木塊（如圖2）
第3次：把兩塊相同木塊疊在一起平放在長木板上，再用同樣的方法拉木塊（如圖3），
得到下列數據．

實驗次數	木塊對木板的壓力/N	彈簧測力計的示數/N	滑動摩擦力/N
1		4.0
2		4.0
3		8.0

（1）若已知每個木塊的質量為2kg，請你幫助小明填全表格內的數據；（g=10N/kg）
（2）比較1、2兩次實驗數據，可以發現滑動摩擦力的大小與接觸面積______ 關（選填“有”或“無”）．
（3）比較第1、3兩次實驗數據，可以初步得出的結論是：______．

（4）如圖4所示，若將上述實驗中完全相同的木塊A和B疊放在水平桌面上，在12N的水平拉力F₁作用下，A、B一起作勻速直線運動，此時木塊B所受A的摩擦力為______N；若將A、B緊靠著放在水平桌面上，用水平力F₂推A使它們一起勻速運動，則推力F₂=______N．

Answer 1

【答案】分析：（1）要解決此題，需要掌握重力和質量之間的關系．G=mg．在水平面上，物體對水平面的壓力等于物體的重力，物體做勻速直線運動時，拉力等于摩擦力；
（2）要掌握控制變量法，比較1、2兩次實驗數據，通過滑動摩擦力的大小是否變化即可判斷出與接觸面積的關系；
（3）要得出結論，需要比較1、3，找出相同的量，和變化的量，從而得出結論；
（4）先物體AB間是否有相對運動的趨勢，如果沒有，則兩個接觸面之間就不存在摩擦力；根據（2）小題得出的結論可知，摩擦的大小與接觸面積的大小無關，即物體在水平面上做勻速直線運動時，拉力等于摩擦力．
解答：解：（1）1個木塊的質量是2kg，所以1、2兩次實驗的壓力F=G=mg=2kg×10N/kg=20N．
第3次實驗的壓力為F=2G=2×20N=40N．
在每次實驗中，彈簧測力計都是拉著物體做勻速直線運動，所以滑動摩擦力等于拉力即彈簧測力計的示數．
故答案為：

實驗次數	木塊對木板的壓力/N	彈簧測力計的示數/N	滑動摩擦力/N
1	20	4.0	4.0
2	20	4.0	4.0
3	40	8.0	8.0

（2）1、2兩次實驗接觸面積的大小不同，壓力相同，但兩次所測的摩擦力的大小相同，所以比較1、2兩次實驗可以得出滑動摩擦力的大小與接觸面積無關．
（3）1、3兩次實驗接觸面積的小相等，第三次壓力比第一次的壓力大，第三次的摩擦力也大于第一次的摩擦力，所以可以得出滑動摩擦力的大小與壓力的大小有關．
（4）因為B隨A一起做勻速直線運動，所以B想對于A沒有運動的趨勢，即A、B間不存在摩擦力，故木塊B所受A的摩擦力為零；
因為木塊A和B疊放在水平桌面上，在12N的水平拉力F₁作用下，A、B一起作勻速直線運動，因此地面對A的摩擦力等于水平拉力，即12N；若將A、B緊靠著放在水平桌面上，用水平力F₂推A使它們一起勻速運動，由于摩擦力與接觸面積的大小無關，因此推力F₂等于摩擦力，即12N．
故答案為：（2）無；（3）滑動摩擦力的大小與壓力的大小有關；（4）0；12．
點評：此題是探究摩擦力大小與哪些因素有關，要注意控制變量法在此題中的應用．同時考查了有關重力的大小計算．