Question

【題目】如圖甲所示，小華同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著運(yùn)動(dòng)鞋在橡膠墊上沿水平方向運(yùn)動(dòng)，測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小，并探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素。

(1)她必須拉著運(yùn)動(dòng)鞋在水平方向做_______運(yùn)動(dòng)，才能準(zhǔn)確地測(cè)量出滑動(dòng)摩擦力的大小，若此時(shí)的測(cè)量結(jié)果如圖甲所示，則運(yùn)動(dòng)鞋所受的滑動(dòng)摩擦力為_______N。

(2)小華采用向鞋里放置重物、更換桌面上墊片的材料、改變鞋的運(yùn)動(dòng)速度等方法，進(jìn)一步探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素，并收集有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	墊片材料	放置重物的個(gè)數(shù)	運(yùn)動(dòng)速度/m·s-1	彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)/N
1	橡膠墊	0	0.1
2	橡膠墊	1	0.1	3.0
3	毛巾	2	0.2	3.2
4	毛巾	3	0.3	3.4

①分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在接觸面的粗糙程度相同時(shí)，_______越大，滑動(dòng)摩擦力越大。

②小華發(fā)現(xiàn)第 3、4 兩次的實(shí)驗(yàn)測(cè)得的滑動(dòng)摩擦力都比第 1、2 兩次的大，她認(rèn)為這是因?yàn)槊�巾表面比橡膠墊粗糙導(dǎo)致的，你認(rèn)為這個(gè)結(jié)論是_______的（選填“可靠”或“不可靠”），理由是_______。

③根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)_______（選填“能”或“不能”）得出滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)的結(jié)論。

(3)小華在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)很難保持好運(yùn)動(dòng)鞋運(yùn)動(dòng)的速度，于是她又設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)， 只需緩慢抽出墊片，當(dāng)運(yùn)動(dòng)鞋相對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)_______（選填“運(yùn)動(dòng)”或"靜止”）時(shí)，讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，測(cè)得滑動(dòng)摩擦力的大小是_______（選填“不變”或“變化”）的。

(4)小華查詢了相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)了一種改進(jìn)測(cè)量摩擦力的設(shè)計(jì)方案，如圖丙所示，請(qǐng)你對(duì)此方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，寫出一點(diǎn)即可。（提示：C 為彈簧測(cè)力計(jì)，D 為小型電動(dòng)機(jī)，E 為定滑輪。）_______。

Answer 1

【答案】勻速直線 2.8 壓力 不可靠 未控制放置重物的個(gè)數(shù)和運(yùn)行速度一定 不能 靜止 不變 可以確保摩擦力方向和繩子拉力方向始終在同一直線上示數(shù)穩(wěn)定便于讀數(shù)。

【解析】

(1)[1]實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為了得到摩擦力的大小采用了轉(zhuǎn)換法，即：沿水平方向拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)鞋做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)運(yùn)動(dòng)鞋受平衡力，根據(jù)二力平衡可知，運(yùn)動(dòng)鞋所受滑動(dòng)摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小。

[2]圖甲中，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N，示數(shù)為2.8N。

(2)[3]由表格1、2或3、4兩次數(shù)據(jù)可知，在接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大。

[4][5]要探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)該控制壓力和運(yùn)動(dòng)速度相同，改變接觸面粗糙程度，比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的大��；從表格數(shù)據(jù)可知，第 3、4 兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和第 1、2 兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，沒(méi)有控制壓力和運(yùn)動(dòng)速度相同，所以得出滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)的結(jié)論是不可靠的。

[6]要探究滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系，應(yīng)該控制壓力和接觸面粗糙程度相同，改變物體運(yùn)動(dòng)速度大小，比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的大小；實(shí)驗(yàn)表格中沒(méi)有體現(xiàn)出壓力和接觸面粗糙程度相同，物體運(yùn)動(dòng)速度不同的數(shù)據(jù)，所以不能得出滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)的結(jié)論。

(3)[7]如圖乙，由題意，運(yùn)動(dòng)鞋相對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)，運(yùn)動(dòng)鞋在水平方向上，處于平衡狀態(tài)，受平衡力，運(yùn)動(dòng)鞋受到水平向左的滑動(dòng)摩擦力和水平向右的彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，根據(jù)平衡力條件，這兩個(gè)力大小相等，所以通過(guò)讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，可以測(cè)得運(yùn)動(dòng)鞋受到墊片的滑動(dòng)摩擦力的大小。

[8]滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)，因?yàn)閴毫�和接觸面粗糙程度不變，所以滑動(dòng)摩擦力大小不變。

(4)[9]可以確保摩擦力方向和繩子拉力方向始終在同一直線上，定滑輪改變繩子拉力的方向，使彈簧測(cè)力計(jì)處于豎直狀態(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)穩(wěn)定便于讀數(shù)。