Question

【題目】下面是某校學習小組探究“影響滑動摩擦力大小因素”的實驗，其中實驗器材有：“相同木塊 4 塊、不可伸長的輕質細線、一段帶有滑輪的長木板、長條毛巾、小桶、細沙（足量）、 彈簧秤，強力雙面膠條（粘貼后視為不會脫落）等”，請你按要求回答問題：

實驗步驟：

（1）將長木板放在水平桌面上，帶有滑輪的一端伸出桌面邊緣，細線一端與木塊相連，木塊平放在木板上，細線跨過滑輪后另一端與小桶相連，向小桶內緩慢添加細沙，當木塊___________時，停止加沙，取下裝有細沙的小桶，用彈簧秤豎直拉起小桶靜止時，記錄彈簧秤示數F1，取下小桶，倒掉細沙；

（2）在步驟（1）木塊上方放一塊木塊，重復步驟（1）操作，記錄彈簧秤示數F2；

（3）在步驟（1）木塊上方放兩塊木塊，重復步驟（1）操作，記錄彈簧秤示數F3；

（4）在步驟（1）木塊上方放三塊木塊，重復步驟（1）操作，記錄彈簧秤示數F4；

(1)小紅說，彈簧秤示數F1等于一塊木塊平放在長木板上被拉動時受到的滑動摩擦力的大小，這一判斷應用了哪些物理知識？（______）

A.二力平衡 B.相互作用力 C.力的合成 D.力可以改變物體運動狀態

(2)若上面實驗所得數據如表格所示，已知一塊木塊質量為40g，，請你在方框中做出“滑動摩擦力——壓力”關系圖像；

（_______）

木塊數/個	1	2	3	4
彈簧秤示數/牛	1.2	2.4	3.6	4.8

(3)通過前面的探究可知，滑動摩擦力的大小與壓力大小成_______；（填“正比”或“反比”）

（拓展延伸）

(4)依據上面的探究結論，若在步驟（1）中木塊上方放置一質量為 1kg 的鐵塊，水平推動木塊做勻速直線運動，則推力大小為_________________N；

(5)某興趣小組通過力傳感器精密探究一塊木塊所受摩擦力與拉力的關系得出了下面的圖像，木塊受到的靜摩擦力的最大值為_______________。

Answer 1

【答案】剛好運動或恰好運動 ABC 正比 31.2N 10N

【解析】

【1】[1]根據二力平行條件知：當木塊剛好運動或恰好運動時，停止加沙。

(1)[2]以木塊為研究對象，木塊在水平方向上受水平向右繩的拉力和木板對木塊水平向左的滑動摩擦力的作用而處于平衡狀態，即摩擦力等于繩的拉力；繩對桶的拉力和桶對繩的拉力是一對相互作用力；以桶和沙為研究對象，它們受彈簧測力計對它們的豎直向上的拉力和桶與沙的豎直向下的重力作用，而處于平衡狀態，此時力的平衡條件知，彈簧測力計的拉力等于桶和沙的重力之和，此處用到了力的合成。

故選ABC。

(2)[3]用橫坐標表示壓力大小，用縱坐標表示摩擦力的大小，根據表格中的數據分別在坐標圖中描點，然后用線將將這些點連接起來，如下圖所示。

(3)[4]由上圖知滑動摩擦力的大小與壓力大小成正比。

(4)[5]因滑動摩擦力的大小與壓力大小成正比，當在步驟【1】中木塊上方放置一質量為 1kg 的鐵塊時，增加壓力的倍數為

故此時的摩擦力為

水平推動木塊做勻速直線運動，故

(5)[6]由圖像知，木塊受到的靜摩擦力的最大值為10N。