Question

在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小英做了如图甲所示的三次实验， 用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板，第3次用表面更加粗糙的长木板：

 

(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其在水平桌面上做________运动，此时滑动摩擦力的大小等于拉力的大小；

(2)比较1、2两次实验，得出结论：____________；

(3)比较_______两次实验，是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系；

(4)刚升始小英做第1次实验时控制不好力度，拉力随时间变化的图像如图乙所示，木块的速度随时间变化的图像如图丙所示，则木块在第7s时的摩擦力为_______N；

(5)小芳同学将实验方法进行了改进，实验装置如图丁所示：将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向右运动，此时木块受到的摩擦力方向______，大小为________N。这样改进的好处是__________；

(6)小芳在作图丁实验时，拉动木板没有及时停下来，当木块有七分之一滑出木板表面的时候，摩擦力大小为____________N。

Answer

匀速直线运动 在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大 2、3 3 水平向右 2.8 不需要木板做匀速直线运动，便于实验操作 2.8

【解析】

(1)[1]实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，木块在水平方向上受拉力和摩擦力的作用，物体只有做匀速直线运动时，在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小。所以实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据二力平衡知识，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。

(2)[2]1、2两次实验，接触面粗糙程度相同，压力不同，是探究滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系，故可以得出：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大。

(3)[3]要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，需要控制压力相同，改变接触面的粗糙程度，故图2、3两次实验符合要求。

(4)[4]由图丙可知：物体做匀速运动，此时物体处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图乙知此过程的拉力为F=3N，所以滑动摩擦力为f=3N；物体做减速运动，但由于压力的接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，仍为3N，故第7s时，摩擦力为3N。

(5)[5][6][7]木块处于静止状态，受到平衡力的作用，拉力和摩擦力大小相等，方向相反，因测力计对木块的拉力方向水平向左，故木块受到的摩擦力方向为水平向右；弹簧测力计分度值为0.2N，此时示数为2.8N，即拉力为2.8N，故滑动摩擦力为2.8N。改进后，木块与弹簧测力计固定不动，拉动木板运动，该实验设计的优点是：一方面，不需要木板做匀速直线运动，便于实验操作，另一方面，由于测力计静止便于读数。

(6)[8]小芳在作图丁实验时，拉动木板没有及时停下来，当木块有七分之一滑出木板表面的时候，由于压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，摩擦力大小仍为2.8N。