Question

18．小剛同學(xué)為了參加體育考試，想測(cè)試一下他穿橡膠底和牛筋底的運(yùn)動(dòng)鞋時(shí)哪個(gè)鞋底表面更粗糙．

（1）如圖1甲所示，他首先用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)橡膠底運(yùn)動(dòng)鞋在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4N．
（2）小剛發(fā)現(xiàn)牛筋底的運(yùn)動(dòng)鞋較輕些，于是便向鞋中添加了適量的砝碼，目的是保持兩次實(shí)驗(yàn)壓力相等．
（3）在拉動(dòng)過(guò)程中小剛發(fā)現(xiàn)，勻速直線拉動(dòng)鞋實(shí)際很難控制，于是他將鞋放在水平放置的木板上，將彈簧測(cè)力計(jì)固定，改為拉動(dòng)木板，如圖1乙所示，當(dāng)他水平向左拉動(dòng)木板時(shí)，鞋所受到的摩擦力的方向?yàn)樗�平向左（選填“水平向左”或“水平向右”）．
（4）小剛比較出了哪雙鞋摩擦力更大后，他用一拉力傳感器（能感應(yīng)力大小的裝置）水平向右拉一水平面上的木塊，A端的拉力均勻增加，0～t_l時(shí)間內(nèi)木塊靜止；從t₁時(shí)刻開(kāi)始，木塊發(fā)生運(yùn)動(dòng)，木塊運(yùn)動(dòng)后改變拉力：t₁～t₂時(shí)間內(nèi)木塊作變速直線運(yùn)動(dòng)（速度大小在變）；木塊在t₂時(shí)刻后處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．對(duì)數(shù)據(jù)處理后，得到如圖2乙所示拉力隨時(shí)間變化圖象，則當(dāng)用F=6.3N的水平拉力拉靜止的木塊時(shí)，木塊所受摩擦力大小為6.3N；當(dāng)用F=6.8N的水平拉力拉木塊時(shí)，木塊所受摩擦力大小為6.0N．

Answer 1

分析 （1）在進(jìn)行測(cè)力計(jì)的讀數(shù)時(shí)，注意其分度值；
（2）要探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系，需控制壓力大小不變；
（3）摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反；
（4）靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體將受到平衡力的作用；滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度和壓力大小有關(guān)．

解答 解：
（1）由圖甲知，測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，示數(shù)為4N；
（2）想測(cè)試橡膠底和牛筋底的運(yùn)動(dòng)鞋哪雙摩擦力更大，應(yīng)保證兩鞋對(duì)接觸面的壓力相等，所以向較輕的鞋中添加了適量的砝碼；
（3）將彈簧測(cè)力計(jì)固定，改為拉動(dòng)木板，這樣測(cè)力計(jì)的示數(shù)比較穩(wěn)定，此時(shí)鞋相對(duì)于木板向右運(yùn)動(dòng)，所以其受到的摩擦力水平向左；
（4）當(dāng)用F=6.3牛的水平拉力拉靜止的木塊時(shí)，靜止的木塊在水平方向上受到平衡力的作用；即拉力與靜摩擦力是一對(duì)平衡力，其大小相等；故木塊所受摩擦力大小為6.3N；
木塊在t₂后處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所受拉力F=6.0N，與滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，故摩擦力f=6.0N；當(dāng)用F=6.8牛的水平拉力拉木塊時(shí)，木塊將做加速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閴毫�和粗糙程度都未變，所以木塊所受摩擦力大小不會(huì)變化，故摩擦力大小仍為6.0N．
故答案為：（1）4；（2）保持兩次實(shí)驗(yàn)壓力相等；（3）水平向左；（4）6.3；6.0．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究橡膠底和牛筋底的運(yùn)動(dòng)鞋哪雙摩擦力更大，考查了學(xué)生對(duì)控制變量法的掌握及測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，有關(guān)摩擦力的方向，應(yīng)與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反．