Question

小张按如下步骤完成“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验：

a.如图 1 中甲图所示，将木块A 平放在长木板上，缓缓地匀速拉动木块 A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录其示数；

b.如图 1 中乙图所示，将毛巾固定在长木板上，木块 A 平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块 A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录其示数；

c.如图 1 中丙图所示，将木块 A 平放在长木板上，并在木块A 上放一砝码，缓缓地匀速拉动木块 A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录其示数。

（1）由图 1 中甲、乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越_____（选填“大”或“小”）；图 1 丙中木块 A 上的砝码受到的摩擦力是______________N。

（2）实验后小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图 1 中丁图所示的实验方案，该方案的优点是____________。

（3）实验拓展：如图 2 所示，放在水平地面上的物体 C 受到方向不变的水平拉力 F 的作用， F-t 和 v-t 图像分别如图 3 和图 4 所示，则物体 C 在 t=4s 时受到的摩擦力大小为___________N。

Answer

大 0 不需要拉动长木板B 做匀速直线运动；弹簧测力计静止，便于读数 4

【解析】

(1)[1]因沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小等于摩擦力的大小；由图1中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

[2]因为木块A上的砝码相对于木块A始终是相对静止的，根据滑动摩檫力产生的条件知产生滑动摩檫力必须是具有相对滑动或具有相对运动趋势知，砝码相对于木块A不满足此条件，故木块 A 上的砝码受到的摩擦力为0。

(2)[3]如图1中丁图所示的实验装置，A相对于地面静止，受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力，故该装置的优点是不需要长木板B做匀速直线运动；弹簧测力计相对于地面也是静止的，便于对弹簧测力计读数。

(3)[4]如图2所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F−t和v−t图象分别如图3图4所示，由图4知，6−9秒物体做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力为一对平衡力，大小相等，因压力大小和接触面粗糙程度不变，则受到摩擦力大小不变，故物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为4N。