Question

为了探究滑动摩擦力跟哪些因素有关实验中，小明设计了如图甲实验装置，进行了如下操作：

实验次序 物理量	1	2	3
压力F/N	0.2	0.4	0.6
摩擦力f/N	0.5	1	1.5

(1)将表面平整的长木板放在水平桌面上，把木块放在木板上，沿水平方向缓慢地拉动 弹簧测力计，当木块做______运动时，读出弹簧测力计的示数，记录数据；

(2)小明在木块上加钩码是为了改变______的大小。实验数据记录如表，结合实验和数据可以得出初步结论________；

(3) 另一组同学小华对实验进行了改进，实验装置如图乙所示； 在图乙实验中，在砂桶中加砂，当桶和砂的总重为 6N时，长木板做匀速直线运动，弹簧测力计示数如 图丙所示，请你帮忙

①此时木块和长木板之间是相对______，木块与地面是相对______；（均选填“运动”或“静止”）

②长木板受到桌面对它的摩擦力为______N；

③若在砂桶中继续加砂 3N，长木板将做_____（选填“匀速”、 “加速”或“减 速”）运动，弹簧测力计示数______（选填“变大”、 “变小”或“不变”）（不计绳重和绳 与轮的摩擦）。

Answer

匀速直线 压力 在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大 运动 静止 3.6 加速 不变

【解析】

(1)[1]测力计水平拉动木块时，测力计显示拉力大小，木块在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用，当木块进行匀速直线运动时，滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，滑动摩擦力大小等于拉力大小，所以读出测力计的示数就是滑动摩擦力的大小。

(2)[2]实验需控制接触面粗糙程度一定，改变压力的大小，小明在木块上加钩码是为了改变压力的大小。

[3]由表中数据可知，接触面粗糙程度相同，压力越大，滑动摩擦力也越大，因此可得出初步结论：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。

(3) ①[4][5]此时木块和长木板之间有相对位置的变化，木块和长木板之间是相对运动的，木块与地面没有位置的变化，故是相对静止。

②[6]由图可知测力计的分度值为0.2N，此时示数为2.4N，由于木块静止，向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力，大小相等，故木块受到的摩擦力为2.4N；由于物体间力的作用是相互的，木块对木板的摩擦力为2.4N，水平向右；实验时在砂桶中加砂，当桶和砂的总重力为6N时，长木板匀速运动，此时长木板受到桶向右6N的拉力、桌面对它向左的摩擦力、木块对木板向左的2.4N的摩擦力，根据三力平衡可得，长木板受到桌面对它的摩擦力为

f=6N−2.4N=3.6N

长木板受到桌面对它的摩擦力为3.6N。

③[7]若在砂桶中继续加砂3N，拉力增大，由于木板受到的拉力大于摩擦力，故木板受力不平衡，此时长木板将做加速运动。

[8]无论木板做匀速、加速、减速运动，木块与木板之间的压力不变，接触面的粗糙程度不变，故滑动摩擦力大小不变，所以测力计示数不变，总是等于滑动摩擦力大小。