Question

閱讀短文，回答短文后的問題．
在探究“滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關”的過程中，一些同學作出了以下猜想：
猜想A滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關；
猜想B滑動摩擦力的大小可能與接觸面間的壓力大小有關；
為了檢驗上述有關猜想是否正確，某同學選用了一塊底面與各個側面粗糙程度均相同的長方體木塊，并設計了以下實驗方案：
步驟1把長方體的木塊平放在水平的長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動，讀出這時彈簧測力計的讀數（如圖甲）；
步驟2在長方體木塊放上砝碼（如圖乙），用彈簧測力計水平拉木塊，使砝碼與木塊一起沿直線勻速運動，比較“步驟2”與“步驟1”中彈簧測力計讀數的大小；
步驟3在水平長木板鋪上一層棉布，把木塊平放在棉布上（不加砝碼），用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動（如圖丙），比較“步驟3”與“步驟1”中彈簧測力計讀數的大小．

（1）當用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，滑動摩擦力的大小就等于彈簧測力計的讀數，為什么？
（2）“步驟2”的設計目的，是為了檢驗上述猜想（A、B）中哪一個的正確與否？
（3）在“步驟2”中，若木塊上方砝碼的重為0.5牛，當用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，則砝碼與木塊間摩擦力的大小（______）
（A）大于0.5牛                   （B） 大于零且小于0.5牛
（C）等于0.5牛                   （D）等于零．

Answer 1

【答案】分析：（1）在拉動木塊時要求沿水平方向做勻速直線運動，這樣才能使拉力與摩擦力成為一對平衡力，這里是通過二力平衡的原理，借助彈簧測力計的拉力將摩擦力測出的；
（2）根據影響摩擦力大小的兩個因素，結合控制變量法，可對圖甲、圖乙中的變量和控制量進行分析，步驟2的主要變化是增加了壓力，應從這一角度來分析；
（3）對砝碼與木塊兩者之間的運動情況進行判斷，當二者處于相對靜止狀態時，它們之間是沒有摩擦力產生的．
解答：解：（1）因為只有木塊做勻速直線運動時，摩擦力和拉力才是一對平衡力，它們的大小才會相等，因此，實驗中應用彈簧測力計拉著物體做勻速直線運動；
答：依據了二力平衡原理，此時拉力與摩擦力是一對平衡力；
（2）影響滑動摩擦力的因素有壓力的大小和接觸面的粗糙程度，步驟2與步驟1相比，接觸面的粗糙程度相同，增加了砝碼后，壓力增大，因此，是探究的摩擦力大小與壓力大小的關系．
答：是為了檢驗猜想B的正確與否；
（3）當用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，則砝碼與木塊間保持相對靜止，且沒有相對運動的趨勢，因此，它們之間是不存在摩擦力的，即摩擦力大小等于零，選項D符合題意．
故選D．
點評：本實驗中主要考查了轉換法和控制變量法的運用，這是實驗成功的基礎，也是我們應該熟練掌握的實驗技能．同時，二力平衡條件的運用、對實驗結論的正確分析，也是我們應該從這類實驗題中應該學到的．本題的易錯點在于最后一問，即對砝碼與木塊間摩擦力大小的分析，這里應該特別注意，當兩物體相對靜止，且沒有運動趨勢時，是不存在摩擦力的．