为测量木块所受摩擦力,可以采用图中甲、乙所示装置实验:
(1)图甲所示装置,木块放在水平面上,右端用手拉弹簧测力计使木块沿水平面向右匀速运动,稳定时木块受到小车的摩擦力和________是一对平衡力,弹簧测力计的读数即为摩擦力的大小.
(2)为测量木块所受摩擦力,用图乙所示装置实验:弹簧测力计右端固定,左端与木块相连,木块放在上表面水平的小车上,弹簧测力计保持水平,现拉动小车沿水平面向左匀速运动,稳定时木块受到小车的摩擦力和________是一对平衡力,当拉动小车向左作加速运动时,小车对木块的摩擦力将________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)在图甲、乙所示装置实验中,图________选填“甲”或“乙”)所示装置测量摩擦力更准确、方便.
解:(1)实验中弹簧测力计拉木块,弹簧测力计显示的是拉力,水平方向上木块受到拉力和摩擦力,木块在做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,此时摩擦力等于拉力;
(2)①木块相对地面的位置没有发生改变,处于静止状态,水平方向受到的力为平衡力;由于小车向左运动,木块相对于小车向右运动,受到水平向左的滑动摩擦力和弹簧测力计对木块水平向右的拉力;两者是一对平衡力;
②当拉动小车向左做加速运动时,小车对木块的压力和接触面的粗糙程度不变,受到的摩擦力不变;
(3)因为在甲方案中,要保持木块的匀速运动中读数,不容易读得准确.乙方案中,弹簧测力计是静止的,读数容易读得准确,故选图乙.
故答案为:(1)弹簧测力计的拉力;
(2)弹簧测力计的拉力;不变;
(3)乙.
(1)对摩擦力的测量是采用“转换法”进行的,只有当弹簧测力计拉动木块匀速运动时,拉力才与摩擦力成为一对平衡力,它们大小相等;二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上;
(2)由于小车向左运动,木块相对于小车向右运动,受到水平向左的滑动摩擦力和弹簧测力计对木块水平向右的拉力,两者是一对平衡力;影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度;
(3)乙方案是让物体处于静止状态来保证摩擦力等于拉力,更准确方便.
点评:探究实验的设计必须遵循科学性原则,简便性原则,可操作性原则以及准确性原则.此题考查学生在两个实验方案中,就可操作性以及准确性方面做出正确判断的能力.
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