Question

14．實驗小組用如圖1所示的實驗裝置來探究“物體受到的滑動摩擦力大小與它對桌面壓力大小的關(guān)系”．

（1）將小紅實驗小組的實驗步驟和思路填寫完整．
①設(shè)計實驗：安裝好如圖所示的實驗裝置，確保桌面水平，并調(diào)整滑輪的高度，使拉動木塊的繩子處于水平．保持木塊的重力不變，改變砂桶中砂子的多少，直到木塊能沿桌面做勻速直線運動，此時繩子對木塊的拉力等于木塊受到的摩擦力．
②進(jìn)行實驗收集數(shù)據(jù)：取下繩子，用彈簧秤分別測得木塊及木塊上物體的總重力為G₁、砂桶和繩子重力為G₂．用G₂的大小作為木塊受到的摩擦力；用G₁的大小作為木塊對桌面的壓力為大小（選填“G₁”、“G_2”）．將實驗數(shù)據(jù)填入表格．
③反復(fù)實驗獲得更多數(shù)據(jù)：不斷往木塊上加重物，然后再改變砂子的重力，重做上面的實驗．
④處理數(shù)據(jù)獲得規(guī)律：利用圖象研究摩擦力與壓力的關(guān)系．
（2）如果小紅的實驗操作正確無誤，記錄表如表

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
摩擦力f/N	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8
壓力F/N	0.7	1.3	1.9	2.5	3.0	3.5	4.0

①將表格中的數(shù)據(jù)畫到圖象中；
②根據(jù)圖象得到：壓力為0時，摩擦力為0.08 N．
（3）他在資料上看到的物理規(guī)律是---“在粗糙程度保持不變時，摩擦力與壓力成正比”．
①根據(jù)這個理論，物體所受的摩擦力與壓力的關(guān)系圖線應(yīng)該是過坐標(biāo)原點的直線．
②根據(jù)實驗情景，推測實驗結(jié)果與理論不吻合的原因是定滑輪與繩子之間存在摩擦力．

Answer 1

分析 （1）①水平勻速拉動木塊，木塊做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，拉力與滑動摩擦力是一對平衡力，由二力平衡條件可知，滑動摩擦力等于拉力；
②根據(jù)平衡力得出木塊受到的摩擦力的大��；物體在水平面上時，物體對水平面的壓力等于物重，據(jù)此求出木塊對桌面的壓力；
（2）①利用描點法，橫坐標(biāo)對應(yīng)壓力，縱坐標(biāo)對應(yīng)摩擦力，繪制出圖象；
②根據(jù)圖象得到：壓力為0時，摩擦力的大�。�
（3）從定滑輪與繩子之間存在摩擦力進(jìn)行分析．

解答 解：
（1）①為了測量滑動摩擦力的大小，實驗中讓沙桶拉動木塊能沿桌面做勻速直線運動，目的是利用二力平衡條件，此時繩子對木塊的拉力等于木塊受到的摩擦力；
②木塊在水平面上做勻速直線運動，在水平方向上受到的拉力和摩擦力平衡，所以摩擦力大小等于砂桶和繩子重力G₂；木塊在水平面上，對水平面的壓力等于物重，所以木塊對桌面的壓力為大小為G₁；
（2）①圖中橫坐標(biāo)對應(yīng)的是壓力，縱坐標(biāo)對應(yīng)的是摩擦力，把表中的數(shù)據(jù)用描點法繪制圖象如下：

②根據(jù)圖象可知，當(dāng)壓力為0時，摩擦力為：f=0.08N；
（3）因為定滑輪與繩子之間存在摩擦力，所以實驗中測量的摩擦力偏大，當(dāng)壓力為0時，摩擦力不為0，摩擦力與壓力的關(guān)系圖線是不過坐標(biāo)原點的直線．
故答案為：（1）①勻速直線；等于；②G₂；G₁；（2）①見上圖；②0.08；（3）定滑輪與繩子之間存在摩擦力．

點評 掌握二力平衡條件在測量摩擦力中的應(yīng)用，掌握滑動摩擦力大小的影響因素，能正確運用控制變量法探究滑動摩擦力大小跟各影響因素之間的關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵．