15.如圖1所示,是同學(xué)們探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn),其中使用的木塊因木紋不同,側(cè)面比正面粗糙.

小明選擇四種不同的接觸面,通過(guò)在木塊上增減砝碼改變壓力,對(duì)木塊受到的滑動(dòng)摩擦力進(jìn)行了12次測(cè)量,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理如表:
接觸面序號(hào)壓力/N摩擦力/N接觸面序號(hào)壓力/N摩擦力/N


木塊正
面與木
板面
11.70.3

木塊正
面與玻
璃面
71.70.4
23.70.883.71.3
35.71.295.71.8


木塊側(cè)
面與木
板面
41.70.6

木塊側(cè)
面與玻
璃面
101.70.4
53.71.5113.71.0
65.72.5125.71.6
(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使其在長(zhǎng)木板(或玻璃)上做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù).
(2)分析表中序號(hào)為1、2、3(或4、5、6…)的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:在其他條件相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大
(3)小明比較情況一和情況三中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),壓力相同時(shí),木塊在玻璃表面上受到的摩擦力更大,分析得出:情況三(木塊正面與玻璃面)比情況一(木塊正面與木板面)的接觸面粗糙.他的依據(jù)是,在其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大.
(4)同組的曉宏提出不同意見(jiàn),他認(rèn)為玻璃表面比木板表面光滑得多,情況三(木塊正面與玻璃面)比情況一(木塊正面與木板面)的接觸面要光滑.當(dāng)壓力相同時(shí),木塊在玻璃表面上受到的摩擦力應(yīng)該更。
于是,同學(xué)們進(jìn)一步分析了情況三和情況四中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn):當(dāng)壓力為1.7N時(shí),兩種情況的摩擦力均為0.4N,但是隨著壓力的增大,出現(xiàn)壓力相同,接觸面變光滑時(shí)摩擦力更大.
(5)為什么出現(xiàn)“接觸面變光滑摩擦力反而增大”?曉宏聯(lián)想到家里使用的吸盤式塑料掛衣鉤,如圖2所示.把掛衣鉤的吸盤壓在普通墻面上時(shí),掛衣鉤掛不住物體;當(dāng)把掛衣鉤的吸盤同樣壓在玻璃、瓷磚等光滑的墻面上時(shí),就可以懸掛較重的物體.
由此曉宏猜想可能是:大氣壓使接觸面之間的壓力增大,從而增大了摩擦力.這種猜想是否合理?還有其他原因嗎?他準(zhǔn)備和同學(xué)們分頭查閱資料,并咨詢老師繼續(xù)進(jìn)行探究.

分析 (1)兩個(gè)力滿足大小相等、方向相反、同一直線、同一物體,則這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力,物體在平衡力的作用下一定靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng);
(2)(3)本題根據(jù)控制變量法的思想,由表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)摩擦力的相關(guān)規(guī)律;
(4)(5)對(duì)比情況三、四可以發(fā)現(xiàn)與所學(xué)知識(shí)點(diǎn)不符的現(xiàn)象,其他因素一定時(shí),接觸面越光滑,反而摩擦力越小,題中采用類比的方法,讓同學(xué)提出兩種猜想,考查同學(xué)的猜想能力.

解答 解:
(1)根據(jù)二力平衡的條件可以判斷,拉著木塊勻速運(yùn)動(dòng),拉力與摩擦力二力平衡;此時(shí)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
(2)分析表格中情況一,壓力是1.7N、3.7N、5.7N時(shí),摩擦力分別是0.3N、0.8N、1.2N,
得出結(jié)論:在接觸面情況相同時(shí),壓力越大,摩擦力越大;
(3)對(duì)比情況一、三中壓力相同的數(shù)據(jù),如壓力為1.7N時(shí),在木板表面上摩擦力為0.3N,在玻璃表面上摩擦力為0.4N.木塊在 玻璃表面上受到的摩擦力更大,分析得出:情況三(木塊正面與玻璃面)比情況一(木塊正面與木板面)的接觸面粗糙.他的依據(jù)是,在其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(4)對(duì)比情況三、四,壓力逐漸增大,依次是1.7N、3.7N、5.7N時(shí),木塊光滑一面受的摩擦力依次為0.4N、1.3N、1.8N,木塊粗糙一面受的摩擦力依次為0.4N、1.0N、1.6N,
得出結(jié)論:壓力相同,木塊表面較光滑的摩擦力更大;
(5)由熟悉的生活現(xiàn)象引發(fā)猜想:
大氣壓使接觸面之間的壓力增大,從而增大了摩擦力,吸盤壓緊能吸附在一起,說(shuō)明大氣存在壓強(qiáng).
故答案為:(1)勻速直線;(2)在其他條件相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;(3)玻璃; 接觸面越粗糙;(4)大;(5)大氣壓.

點(diǎn)評(píng) (1)測(cè)摩擦力的方法是等效替代法,當(dāng)物體勻速拉動(dòng)時(shí),拉力與摩擦力二力平衡,所以拉力大小等于摩擦力大;
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)規(guī)律,要以題中的數(shù)據(jù)為準(zhǔn),不能依據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),本題中就有和已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相沖突之處.

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