Question

為了測定木塊所受到的滑動摩擦力，兩個實驗小組分別設計了如圖所示的甲、乙兩種實驗方案，實驗中不計彈簧測力計的重力．
（1）如圖甲，甲組同學將長木板放在水平桌面上，沿水平方向緩慢地拉動測力計，使木塊做勻速直線運動，讀出

彈簧測力計的示數

，即為滑動摩擦力的大小．實驗中同學們發現很難讀數，原因是：

難于控制木塊做勻速直線運動

．
（2）乙組同學按如圖乙所示裝置進行實驗：將木塊用測力計水平拉住，測力計另一端固定在桌上一側；細線一端和砂桶連接，另一端跨過定滑輪和長木板水平相連．實驗時在砂桶中加砂，使長木板運動．若長木板勻速運動，木塊和長木板之間的滑動摩擦力

等于

測力計讀數；若長木板加速運動，則木塊和長木板之間的滑動摩擦力

等于

測力計讀數．（均選填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）所以從實驗誤差及操作方面考慮，應選擇

乙

方案，理由是

因為在甲方案中，要保持木塊的勻速運動中讀數，不容易讀得準確；乙方案中，彈簧測力計是靜止的，讀數容易讀得準確

．

Answer 1

分析：（1）測力計水平拉動物體時，測力計顯示拉力大小，物體在水平方向上受到拉力和滑動摩擦力的作用，當物體進行勻速直線運動時，滑動摩擦力和拉力是一對平衡力，滑動摩擦力大小等于拉力大小；控制木塊做勻速直線運動比較困難，對運動者的彈簧測力計難于讀數．
（2）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關，壓力大小不變，接觸面粗糙程度不變時，滑動摩擦力大小不變．無論木板進行勻速、加速、減速時，木塊受到木板的滑動摩擦力大小是不變的，木塊相對桌子來講是靜止的，木塊水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以測力計示數不變．
（3）甲方案是讓木塊處于勻速直線運動狀態，來保證摩擦力等于拉力，不容易控制；乙方案是讓物體處于靜止狀態來保證摩擦力等于拉力，容易實現．

解答：解：（1）測力計水平拉動物體時，測力計顯示拉力大小，當物體進行勻速直線運動時，物體在水平方向的滑動摩擦力和拉力是一對平衡力，滑動摩擦力大小等于拉力大小，
所以讀出測力計的示數就是滑動摩擦力的大小．
實驗中他們發現很難保持彈簧測力計示數的穩定性，很難讀數，原因是：難于控制木塊做勻速直線運動；
（2）無論木板進行勻速、加速、減速運動時，木塊相對桌子總是靜止的，木塊水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以測力計示數不變，總是等于滑動摩擦力大小．
（3）從實驗誤差方面來看：應選擇乙方案，因為在甲方案中，要保持木塊的勻速運動中讀數，不容易讀得準確．乙方案中，彈簧秤是靜止的，讀數容易讀得準確．
故答案為：
（1）彈簧測力計的示數；難于控制木塊做勻速直線運動；
（2）等于；等于；
（3）乙；因為在甲方案中，要保持木塊的勻速運動中讀數，不容易讀得準確；乙方案中，彈簧測力計是靜止的，讀數容易讀得準確．

點評：探究實驗的設計必須遵循科學性原則，簡便性原則，可操作性原則以及準確性原則．此題考查學生在兩個實驗方案中，就可操作性以及準確性方面做出正確判斷的能力．