Question

下面是某校学习小组探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验，其中实验器材有：“相同木块 4 块、不可伸长的轻质细线、一段带有滑轮的长木板、长条毛巾、小桶、细沙（足量）、 弹簧秤，强力双面胶条（粘贴后视为不会脱落）等”，请你按要求回答问题：

实验步骤：

（1）将长木板放在水平桌面上，带有滑轮的一端伸出桌面边缘，细线一端与木块相连，木块平放在木板上，细线跨过滑轮后另一端与小桶相连，向小桶内缓慢添加细沙，当木块___________时，停止加沙，取下装有细沙的小桶，用弹簧秤竖直拉起小桶静止时，记录弹簧秤示数F₁，取下小桶，倒掉细沙；

（2）在步骤（1）木块上方放一块木块，重复步骤（1）操作，记录弹簧秤示数F₂；

（3）在步骤（1）木块上方放两块木块，重复步骤（1）操作，记录弹簧秤示数F₃；

（4）在步骤（1）木块上方放三块木块，重复步骤（1）操作，记录弹簧秤示数F₄；

(1)小红说，弹簧秤示数F₁等于一块木块平放在长木板上被拉动时受到的滑动摩擦力的大小，这一判断应用了哪些物理知识？（______）

A.二力平衡    B.相互作用力        C.力的合成    D.力可以改变物体运动状态

(2)若上面实验所得数据如表格所示，已知一块木块质量为40g，，请你在方框中做出“滑动摩擦力——压力”关系图像；

（_______）

木块数/个	1	2	3	4
弹簧秤示数/牛	1.2	2.4	3.6	4.8

(3)通过前面的探究可知，滑动摩擦力的大小与压力大小成_______；（填“正比”或“反比”）

（拓展延伸）

(4)依据上面的探究结论，若在步骤（1）中木块上方放置一质量为 1kg 的铁块，水平推动木块做匀速直线运动，则推力大小为_________________N；

(5)某兴趣小组通过力传感器精密探究一块木块所受摩擦力与拉力的关系得出了下面的图像，木块受到的静摩擦力的最大值为_______________。

Answer

刚好运动或恰好运动 ABC 正比 31.2N 10N

【解析】

【1】[1]根据二力平行条件知：当木块刚好运动或恰好运动时，停止加沙。

(1)[2]以木块为研究对象，木块在水平方向上受水平向右绳的拉力和木板对木块水平向左的滑动摩擦力的作用而处于平衡状态，即摩擦力等于绳的拉力；绳对桶的拉力和桶对绳的拉力是一对相互作用力；以桶和沙为研究对象，它们受弹簧测力计对它们的竖直向上的拉力和桶与沙的竖直向下的重力作用，而处于平衡状态，此时力的平衡条件知，弹簧测力计的拉力等于桶和沙的重力之和，此处用到了力的合成。

故选ABC。

(2)[3]用横坐标表示压力大小，用纵坐标表示摩擦力的大小，根据表格中的数据分别在坐标图中描点，然后用线将将这些点连接起来，如下图所示。

(3)[4]由上图知滑动摩擦力的大小与压力大小成正比。

(4)[5]因滑动摩擦力的大小与压力大小成正比，当在步骤【1】中木块上方放置一质量为 1kg 的铁块时，增加压力的倍数为

故此时的摩擦力为

水平推动木块做匀速直线运动，故

(5)[6]由图像知，木块受到的静摩擦力的最大值为10N。