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19. 小明在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,设计了如图18所示的实验。
(1) 将木块A置于水平木板上,用调好的弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做________运动,弹簧测力计的示数如图甲所示,根据________知识可知,木块A受到的滑动摩擦力大小为____N。
(2) 分析图甲、乙两次实验数据,可得出的实验结论是________________________。
(3) 小明想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,继续进行了如图丙所示的实验,当弹簧测力计的示数达到最大值时仍没有拉动木块A。用现有实验器材想顺利完成此实验探究,你建议小明可采取的办法是________________,测出此时滑动摩擦力的大小,再和图甲所示的实验进行比较。
(4) 小明对实验装置进行了如图丁所示的改进,请说出改进后的优点:________________(写出一条即可)。若测量时发现弹簧测力计的示数仍不稳定,其原因可能是____(选填序号)。
①木块A的下表面粗糙程度不均匀
②木板B的上表面粗糙程度不均匀
(1) 将木块A置于水平木板上,用调好的弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做________运动,弹簧测力计的示数如图甲所示,根据________知识可知,木块A受到的滑动摩擦力大小为____N。
(2) 分析图甲、乙两次实验数据,可得出的实验结论是________________________。
(3) 小明想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,继续进行了如图丙所示的实验,当弹簧测力计的示数达到最大值时仍没有拉动木块A。用现有实验器材想顺利完成此实验探究,你建议小明可采取的办法是________________,测出此时滑动摩擦力的大小,再和图甲所示的实验进行比较。
(4) 小明对实验装置进行了如图丁所示的改进,请说出改进后的优点:________________(写出一条即可)。若测量时发现弹簧测力计的示数仍不稳定,其原因可能是____(选填序号)。
①木块A的下表面粗糙程度不均匀
②木板B的上表面粗糙程度不均匀
答案：
【解析】：
(1) 实验中，应将木块A置于水平木板上，用调好的弹簧测力计沿水平方向拉动，使其做匀速直线运动。根据二力平衡知识，此时拉力与滑动摩擦力大小相等。由图甲可知，弹簧测力计的分度值为$0.2N$，示数为$2.2N$，所以木块A受到的滑动摩擦力大小为$2.2N$。
(2) 图甲、乙两次实验，接触面粗糙程度相同，乙中压力大，弹簧测力计示数大，即摩擦力大，可得出的实验结论是：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
(3) 丙实验是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需使压力大小相同，接触面粗糙程度不同，由于摩擦力较大，测力计量程不够，可使丙的压力与甲相同进行探究，所以可以将丙实验中木块A上的砝码取下，测出滑动摩擦力，再和甲实验进行比较。
(4) 丁图改进后，优点是：不需要木板做匀速直线运动，便于操作（或弹簧测力计示数稳定，方便读数）。若测量时发现弹簧测力计的示数仍不稳定，其原因可能是木板B的上表面粗糙程度不均匀，因为木块A相对静止，受到的摩擦力是滑动摩擦力，只与压力和接触面粗糙程度有关，压力不变，弹簧测力计示数不稳定，说明摩擦力变化，即木板B的上表面粗糙程度不均匀，选②。
【答案】：
(1) 匀速直线；二力平衡；$2.2$
(2) 在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大
(3) 先将丙实验中木块A上的砝码取下
(4) 不需要木板做匀速直线运动，便于操作（或弹簧测力计示数稳定，方便读数）；②
(1) 实验中，应将木块A置于水平木板上，用调好的弹簧测力计沿水平方向拉动，使其做匀速直线运动。根据二力平衡知识，此时拉力与滑动摩擦力大小相等。由图甲可知，弹簧测力计的分度值为$0.2N$，示数为$2.2N$，所以木块A受到的滑动摩擦力大小为$2.2N$。
(2) 图甲、乙两次实验，接触面粗糙程度相同，乙中压力大，弹簧测力计示数大，即摩擦力大，可得出的实验结论是：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
(3) 丙实验是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需使压力大小相同，接触面粗糙程度不同，由于摩擦力较大，测力计量程不够，可使丙的压力与甲相同进行探究，所以可以将丙实验中木块A上的砝码取下，测出滑动摩擦力，再和甲实验进行比较。
(4) 丁图改进后，优点是：不需要木板做匀速直线运动，便于操作（或弹簧测力计示数稳定，方便读数）。若测量时发现弹簧测力计的示数仍不稳定，其原因可能是木板B的上表面粗糙程度不均匀，因为木块A相对静止，受到的摩擦力是滑动摩擦力，只与压力和接触面粗糙程度有关，压力不变，弹簧测力计示数不稳定，说明摩擦力变化，即木板B的上表面粗糙程度不均匀，选②。
【答案】：
(1) 匀速直线；二力平衡；$2.2$
(2) 在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大
(3) 先将丙实验中木块A上的砝码取下
(4) 不需要木板做匀速直线运动，便于操作（或弹簧测力计示数稳定，方便读数）；②
20. 如图19所示是小宁利用健身器材进行锻炼的示意图,其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动,OA长1m,OB长0.6m。小宁在横杆的A端用绳子悬挂质量为15kg的配重,他在横杆的B端施加竖直向下的拉力F₁时,横杆AB在水平位置平衡。已知小宁重450N,两只脚与地面接触的总面积为0.04m²,不计杆重与绳重,g取10N/kg。求此时:
(1) 配重的重力;
(2) 拉力F₁;
(3) 小宁对地面的压强。
(1) 配重的重力;
(2) 拉力F₁;
(3) 小宁对地面的压强。
答案：
【解析】：
(1) 已知配重质量$m = 15kg$，$g = 10N/kg$，根据重力公式$G = mg$，可得配重的重力$G=15kg\times10N/kg = 150N$。
(2) 由杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$，$F_{2}=G = 150N$，$l_{OA}=1m$，$l_{OB}=0.6m$，则$F_{1}=\frac{G\times OA}{OB}=\frac{150N\times1m}{0.6m}=250N$。
(3) 对小宁进行受力分析，小宁受到重力$G_{人}=450N$、地面对他的支持力$F_{支}$和横杆对他的拉力$F_{1}$（$F_{1}$与小宁对横杆的拉力是相互作用力，大小相等），根据力的平衡$G_{人}=F_{支}+F_{1}$，可得$F_{支}=G_{人}-F_{1}=450N - 250N = 200N$。因为力的作用是相互的，所以小宁对地面的压力$F = F_{支}=200N$，已知两只脚与地面接触的总面积$S = 0.04m^{2}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，可得小宁对地面的压强$p=\frac{200N}{0.04m^{2}} = 5000Pa$。
【答案】：
(1) $150N$
(2) $250N$
(3) $5000Pa$
(1) 已知配重质量$m = 15kg$，$g = 10N/kg$，根据重力公式$G = mg$，可得配重的重力$G=15kg\times10N/kg = 150N$。
(2) 由杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$，$F_{2}=G = 150N$，$l_{OA}=1m$，$l_{OB}=0.6m$，则$F_{1}=\frac{G\times OA}{OB}=\frac{150N\times1m}{0.6m}=250N$。
(3) 对小宁进行受力分析，小宁受到重力$G_{人}=450N$、地面对他的支持力$F_{支}$和横杆对他的拉力$F_{1}$（$F_{1}$与小宁对横杆的拉力是相互作用力，大小相等），根据力的平衡$G_{人}=F_{支}+F_{1}$，可得$F_{支}=G_{人}-F_{1}=450N - 250N = 200N$。因为力的作用是相互的，所以小宁对地面的压力$F = F_{支}=200N$，已知两只脚与地面接触的总面积$S = 0.04m^{2}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，可得小宁对地面的压强$p=\frac{200N}{0.04m^{2}} = 5000Pa$。
【答案】：
(1) $150N$
(2) $250N$
(3) $5000Pa$
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