源于教材人教版必修第一册第三章第2节“问题”和“演示”
问题：探究滑动摩擦力大小
用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变。
如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话，它们可能是怎样的关系呢？
演示：探究静摩擦力大小随拉力的变化
把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。在拉力F增大到一定值之前，木块不会运动，此种情况下静摩擦力的大小等于拉力的大小。
在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置的标记(如图)。继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小。
测量静摩擦力的实验装置
如果用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的F-t图像(如图)。
F-t图像
一、真题链接
1．(2020·北京卷)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A．实验中必须让木板保持匀速运动
B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7
D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
2．(2023·湖北卷)某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦因数μ的实验。
如图(a)所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n(n＝0，1，2，3，4，5)个砝码(电子秤称得每个砝码的质量m0为20.0 g)，向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数m。
(1)实验中，拉动木板时________(选填“必须”或“不必”)保持匀速。
(2)用mA和mB分别表示木块A和重物B的质量，则m和mA、mB、m0、μ、n所满足的关系式为m＝________________________。
(3)根据测量数据在坐标纸上绘制出m-n图像，如图(b)所示，可得木块A和木板间的动摩擦因数μ＝________(结果保留2位有效数字)。
二、真题拓展
3．某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧测力计的示数读出。
砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93
回答下列问题：
(1)f4＝________N。
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线。
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，f-m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________。
(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f-m图线求得μ＝________(结果保留2位有效数字)。
1 / 3源于教材人教版必修第一册第三章第2节“问题”和“演示”
问题：探究滑动摩擦力大小
用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块，使它做匀速运动，测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力，摩擦力的大小也随之改变。
如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话，它们可能是怎样的关系呢？
演示：探究静摩擦力大小随拉力的变化
把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。在拉力F增大到一定值之前，木块不会运动，此种情况下静摩擦力的大小等于拉力的大小。
在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置的标记(如图)。继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小。
测量静摩擦力的实验装置
如果用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的F-t图像(如图)。
F-t图像
一、真题链接
1．(2020·北京卷)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A．实验中必须让木板保持匀速运动
B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7
D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
C [实验中物块处于平衡状态即可，没有必要让木板保持匀速运动，故选项A错误；由于物块处于平衡状态，故其水平方向上受的拉力(传感器的示数)等于摩擦力，但不能说拉力(传感器的示数)就是摩擦力，两力属于平衡力的关系，故选项B错误；由题图乙可以看出，最大静摩擦力约为10 N，滑动摩擦力约为7 N，两者之比约为10∶7，故选项C正确；由于不知道物块的重力，也就不知道正压力，因此只用题图乙的数据无法求出物块与木板间的动摩擦因数，故选项D错误。]
2．(2023·湖北卷)某同学利用测质量的小型家用电子秤，设计了测量木块和木板间动摩擦因数μ的实验。
如图(a)所示，木板和木块A放在水平桌面上，电子秤放在水平地面上，木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块A间的轻绳水平，与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n(n＝0，1，2，3，4，5)个砝码(电子秤称得每个砝码的质量m0为20.0 g)，向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数m。
(1)实验中，拉动木板时________(选填“必须”或“不必”)保持匀速。
(2)用mA和mB分别表示木块A和重物B的质量，则m和mA、mB、m0、μ、n所满足的关系式为m＝________________________。
(3)根据测量数据在坐标纸上绘制出m-n图像，如图(b)所示，可得木块A和木板间的动摩擦因数μ＝________(结果保留2位有效数字)。
[解析] (1)木板和木块之间是滑动摩擦力，拉动木板时匀速或者非匀速对木板和木块之间的滑动摩擦力大小没有影响，故不必匀速拉动木板。
(2)由题意，根据平衡条件，对木块A有FT＝μ(mA＋nm0)g，对重物B有FT＋mg＝mBg，联立解得m＝mB－μ(mA＋nm0)。
(3)由(2)可得m＝mB－μmA－μm0·n，由题图(b)可得斜率k＝－μm0＝－ g，解得μ＝0.40。
[答案] (1)不必 (2)mB－μ(mA＋nm0) (3)0.40
二、真题拓展
3．某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧测力计的示数读出。
砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93
回答下列问题：
(1)f4＝________N。
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f-m图线。
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，f-m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________。
(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f-m图线求得μ＝________(结果保留2位有效数字)。
[解析] (1)对弹簧测力计进行读数得2.73 N。
(2)在题图(c)上添加(0.05 kg，2.15 N)、(0.20 kg，2.73 N) 这两个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如图所示。
(3)由实验原理可得f＝μ(M＋m)g，f-m图线的斜率为k＝μg。
(4)根据题图(c)求出k＝ m/s2＝3.9 m/s2，代入数据得μ≈0.40。
[答案] (1)2.73 (2)见解析图 (3)μ(M＋m)g
μg (4)0.40
5 / 5
