Question

在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的过程中，一些同学作出了以下猜想：

    A：滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关；

    B：滑动摩擦力的大小可能与接触面的压力大小有关；

    C：滑动摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两物体间接触面积的大小有关．

    为了检验上述有关猜想是否正确，某同学选用了一块底面与各个侧面粗糙程度均相同的长方体木块，并设计了以下实验方案：

    步骤1：把长方体木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动，读出这时弹簧测力计的读数(如图甲所示)；

    步骤2：在长方体木块上放上砝码(如图乙所示)，用弹簧测力计水平拉木块，使砝码与木块一起沿直线匀速运动，比较“步骤2”与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小；

    步骤3：在水平长木板上铺上一层棉布，把木块平放在棉布上(不加砝码)，用弹簧测力计平拉木块沿直线匀速滑动(如图丙所示)，比较“步骤3”与“步骤1”中的弹簧测力计读数的大小．

(1)当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的读数．为什么?

(2)“步骤2”的设计目的，是为了检验上述猜想(A、B、C)中的哪一个?

(3)在“步骤2”中，若木块上方砝码的重为0．5 N，当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，则砝码与木块间摩擦力的大小是                        (    )

    A．大于0．5 N    B．大于零但小于0．5 N    C．等于0．5 N    D．等于零

(4)为了检验“猜想C”是否正确，可在上述实验基础上再增加一个步骤，写出你所设计的这一实验步骤．

Answer

(1)因为弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动，所以弹簧测力计对木块的拉力与木块和木板面之间的摩擦力是一对平衡力，大小相等．(2)猜想B  (3)D  (4)把长方体木块侧(或竖)放在水平放嚣的长木板上．用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动，比较“步骤4”与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小．

【解析】（1）因为只有木块做匀速直线运动时，摩擦力和拉力才是一对平衡力，它们的大小才会相等，因此，实验中应用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动；

答：依据了二力平衡原理，此时拉力与摩擦力是一对平衡力；

（2）影响滑动摩擦力的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度，步骤2与步骤1相比，接触面的粗糙程度相同，增加了砝码后，压力增大，因此，是探究的摩擦力大小与压力大小的关系．

答：是为了检验猜想B的正确与否；

（3）当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，则砝码与木块间保持相对静止，且没有相对运动的趋势，因此，它们之间是不存在摩擦力的，即摩擦力大小等于零，选项D符合题意．

故选D．

（4）滑动摩擦力跟压力和接触面粗糙程度有关，控制压力和接触面粗糙程度一定，让长方体木块侧放或竖放来改变接触面积的大小，测量摩擦力大小和步骤1进行比较．

思路分析：（1）在拉动木块时要求沿水平方向做匀速直线运动，这样才能使拉力与摩擦力成为一对平衡力，这里是通过二力平衡的原理，借助弹簧测力计的拉力将摩擦力测出的；

（2）根据影响摩擦力大小的两个因素，结合控制变量法，可对图甲、图乙中的变量和控制量进行分析，步骤2的主要变化是增加了压力，应从这一角度来分析；

（3）对砝码与木块两者之间的运动情况进行判断，当二者处于相对静止状态时，它们之间是没有摩擦力产生的．

试题