Question

6．如圖所示是小明“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗．銅塊和木塊的大小和形狀完全相同．在實驗前，小明提出了以下幾種猜想：
猜想一：滑動摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)
猜想二：滑動摩擦力的大小與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)
猜想三：滑動摩擦力的大小與物體間的接觸面積大小有關(guān)

（1）實驗時彈簧測力計拉著物體沿水平方向做勻速直線運動．
（2）同學(xué)們在實驗時還發(fā)現(xiàn)：在銅塊沒有被拉動時，彈簧測力計也有示數(shù)，且示數(shù)會變化．他請教老師，知道可用F-t圖象表示拉力隨時間的變化情況．若實驗開始拉動銅塊直到銅塊勻速滑動的F-t圖象如圖所示，其中0～4s木塊處于靜止狀態(tài)，4～5s木塊運動后改變拉力，使銅塊5s后處于勻速直線運動狀態(tài)．分析圖象可知：要使銅塊由靜止開始運動，至少要用2.3N的水平拉力拉銅塊；如果實驗時銅塊所受的拉力是2N，則下列對銅塊所處狀態(tài)的判斷，正確的是：C
A．靜止       B．勻速直線運動     C．靜止或勻速直線運動       D．條件不足，無法判斷
（3）比較甲、乙兩圖，可得到的結(jié)論是接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（4）圖乙、丙中銅塊和木塊疊在一起的目的是使壓力大小相同，比較乙、丙兩圖可得出滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
（5）要“探究滑動摩擦力大小與接觸面積大小是否有關(guān)”，小明將木塊和銅塊做為一個整體豎著放置在長木板上，如戊圖，測出滑動摩擦力的大小并與乙比較．你認為他的探究方案中存在的主要缺陷是：未控制粗糙程度相同．

Answer 1

分析 （1）實驗過程中要控制木塊做勻速直線運動．
（2）由圖2可知要使木塊由靜止開始運動，至少要用多大的水平拉力拉木塊；如果實驗時木塊所受的拉力是2N，有兩種可能：①還沒拉動，②拉動后勻速運動．
（3）（4）（5）彈簧測力計拉動木塊時，彈簧測力計顯示拉力大小，要使滑動摩擦力等于拉力，木塊一定進行勻速直線運動；滑動摩擦力跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)．探究滑動摩擦力跟壓力大小關(guān)系時，控制接觸面粗糙程度不變；探究滑動摩擦力跟接觸面粗糙程度關(guān)系時，控制壓力大小不變．

解答 解：（1）應(yīng)沿水平方向勻速拉動物體，使物體做勻速直線運動，此時滑動摩擦力等于拉力．
（2）由圖2可知，要使木塊由靜止開始運動，至少要2.3N的水平拉力；如果實驗時木塊所受的拉力是2N，可能靜止（還沒拉動）、可能勻速運動，故選C．
（3）甲、乙兩圖接觸面粗糙程度相同，壓力越大，彈簧測力計示數(shù)越大，滑動摩擦力越大，所以甲乙兩圖探究滑動摩擦力大小跟壓力大小的關(guān)系；接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（4）乙、丙兩圖壓力相同，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大，所以甲丙兩圖探究滑動摩擦力大小跟接觸面粗糙程度的關(guān)系．
（5）當所要研究的物理量與多個因素有關(guān)時，采用的探究方法應(yīng)是控制變量法．
 要“探究滑動摩擦力大小與接觸面積大小是否有關(guān)”，小明將木塊和銅塊做為一個整體豎著放置在長木板上，由圖可知，他的探究方案中存在的主要缺陷是：接觸面粗糙程度沒有控制．
故答案為：（1）勻速直線；（2）2.3； C；（3）接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；（4）壓力大小；接觸面的粗糙程度；（5）未控制粗糙程度相同．

點評 掌握滑動摩擦力大小的影響因素，利用控制變量法探究滑動摩擦力大小的影響因素．