Question

7．（1）如圖是“測量水平運(yùn)動(dòng)物體所受的滑動(dòng)摩擦力”的實(shí)驗(yàn)裝置圖；實(shí)驗(yàn)時(shí)在水平桌面上用彈簧測力計(jì)水平向左拉動(dòng)一個(gè)長方體木塊，使其作勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測力計(jì)示數(shù)如圖1所示；由二力平衡知識(shí)可知，木塊所受的滑動(dòng)摩擦力為2.8N．
（2）在“探究滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān)時(shí)”，李麗同學(xué)提出“滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)”的猜想；張華同學(xué)提出來“滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面所受的壓力有關(guān)”的猜想．圖2是他們進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置圖．①李麗同學(xué)為了完成他自己的探究應(yīng)該按甲、丙兩個(gè)圖所示的方案進(jìn)行．②張華選用正確的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表；請(qǐng)根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中作出摩擦力的大小f與接觸面受到的壓力大小F之間的關(guān)系圖象；根據(jù)圖象可以得出f與F的關(guān)系是f=0.4F；

F/N	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
f/N	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2

（3）“滑動(dòng)摩擦力的大小是否與接觸面的面積有關(guān)呢？”張華將圖甲中的木塊側(cè)放在水平木板上，用彈簧測力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)和圖甲的示數(shù)一樣，得出“滑動(dòng)摩擦力的大小和接觸面積的大小無關(guān)”的結(jié)論．而李麗將圖甲中的木塊沿豎直方向截去一半后，用彈簧測力計(jì)拉著木塊在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為圖甲中示數(shù)的一半，得出“滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān)”的結(jié)論．你認(rèn)為李麗的結(jié)論是錯(cuò)誤的；錯(cuò)誤的原因?qū)嶒?yàn)中沒有保持壓力不變．

Answer 1

分析 （1）做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到的力平衡力，此實(shí)驗(yàn)的思路是讓木塊保持勻速直線運(yùn)動(dòng)．利用二力平衡的條件，通過彈簧測力計(jì)的示數(shù)來得到摩擦力的大�。�
彈簧測力計(jì)的讀數(shù)，觀察每一個(gè)大格和每一個(gè)小格代表的示數(shù)，從小數(shù)字讀向大數(shù)字．
（2）①要探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面的粗糙程度之間的關(guān)系，需保持壓力大小相同，根據(jù)圖中給出的條件選擇；
②根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來．分析圖象的特點(diǎn)，得出結(jié)論；
（3）要探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面積的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，分析其是否控制了變量．

解答 解：
（1）用彈簧測力計(jì)水平向左拉動(dòng)一個(gè)長方體木塊，使其作勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，摩擦力大小等于拉力；
由圖知，測力計(jì)的分度值為0.1N，所以其示數(shù)為2.8N．由二力平衡條件得，摩擦力也為2.8N．
（2）①李麗同學(xué)提出“滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)”，所以需控制壓力大小這個(gè)變量，改變接觸面的粗糙程度，甲丙兩圖中壓力相同，接觸面的粗糙程度不同，所以應(yīng)選擇甲丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
②根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來．如圖所示：

由圖象知，接觸面的粗糙程度相同，摩擦力與壓力大小成正比，且$\frac{f}{F}$=0.4，則f=0.4F．
（3）李麗將圖甲中的木塊沿豎直方向截去一半后，這樣壓力大小也會(huì)變?yōu)橐话耄瑳]有保持壓力大小不變，所以得出的結(jié)論是錯(cuò)誤的．
故答案為：（1）二力平衡；2.8；（2）①甲、丙；②見上圖；f=0.4F；（3）李麗；實(shí)驗(yàn)中沒有保持壓力不變．

點(diǎn)評(píng) 能否正確使用控制變量法進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)是解答此題的關(guān)鍵，同時(shí)要學(xué)會(huì)利用二力平衡的條件間接測出摩擦力的方法．此題還考查了有關(guān)測力計(jì)的讀數(shù)及圖象的畫法．