Question

小明用如图甲所示的装置，探究摩擦力的大小与哪些因素有关。实验中用到的器材有：木块(重力为6N )，木板，棉布，毛巾，弹簧测力计，细线，砝码(重力为2N)若干等。

(1)实验时，小明将木块放在水平木板上，弹簧测力计沿____________方向拉动木块，并使木块做匀速直线运动。这样做的目的是__________________；

(2)小明改变条件多次实验，记录的部分数据如下表所示：

序号	木块放置情况	木块上表面情况	压力/N	弹簧测力计示数/N
1	平放	木板	6	1.2
2	平放	木板	8	1.6
3	平放	木板	10	2.0
4	平放	木板上铺棉布	6	1.8
5	平放	木板上铺毛巾	6	3.0

①分析序号_________三组数据可知：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关，这三次实验中滑动摩擦力f大小与接触面所受压力F大小的关系式是_______；

②如要探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，应选序号为___________三组数据进行分析；

(3)实验拓展，改用如图乙所示的装置进行实验，当匀速拉动木块向右运动的时候，弹簧测力计读数如图，则此时木块所受摩擦力为__________N(挂钩与细线间摩擦不计)；改用如图丙所示的装置进行实验，当向左拉动木板的过程中，发现弹簧测力计示数不稳定，原因可能是__________________。

Answer

水平 使拉力大小等于摩擦力大小 1、2、3 f＝0.2F 1、4、5 6.4 长木板上表面的粗糙程度不相同

【解析】

（1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力，根据二力平衡的知识，拉力必须和滑动摩擦力方向相反，在水平方向上；（2）要探究滑动摩擦力与接触面所受的压力的关系，必须要控制其他变量相同，选择合适的实验，并根据实验现象总结实验结论，由结论根据表中数据得出摩擦力与压力大小的关系式；要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，应改变接触面的粗糙程度，控制其它因素不变或相同。

(1)[1][2]本实验探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，滑动摩擦力的大小无法直接测量，我们可以用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力的作用，根据二力平衡的知识可知，此时拉力大小等于滑动摩擦力大小，我们可以通过读出弹簧测力计示数，得出滑动摩擦力的大小，使木块在水平方向上做匀速直线运动的目的是使拉力大小等于摩擦力大小。

(2)[3]要研究摩擦力大小与接触面所受的压力的关系，必须控制其他变量相同：表格中的木块放置情况、木板表面情况相同，压力不同，通过比较弹簧测力计示数大小关系得出实验结论，即第1、2、3组数据。

[4]通过实验数据可知，其他因素相同时，可以发现弹簧测力计示数之比与压力之比相等，即弹簧测力计示数（摩擦力大小）与压力成正比，设f＝kF，由表中第一次数据可知

1.2N＝k×6N

可得

k＝0.2

所以

f＝0.2F

[5]要研究摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系，必须控制其他变量相同：表格中的木块放置情况、压力相同，木板表面情况不同，通过比较弹簧测力计示数大小关系得出实验结论，应选择1、4、5。

(3)[6]匀速拉动木块向右运动的时候，木块是处于受力平衡状态的，因为是动滑轮，所以弹簧测力计读数就等于摩檫力的二分之一，即

f=3.2N

f=6.4N

[7]用图丙所示的装置进行实验，当拉动长木板运动的过程中，正方体木块保持静止状态，根据二力平衡的条件知：此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。无论长木板是否做匀速直线运动，正方体木块都处于静止状态（即平衡状态），这样拉力都等于摩擦力，但弹簧拉力计示数不稳定有可能是长木板上表面的粗糙程度不相同造成的。