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13. 在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小平完成了如图所示的甲、乙、丙三次实验.测量时，小平用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动.
（1）甲实验中木块受到的摩擦力为
（2）比较甲、乙两次实验数据，是为了探究滑动摩擦力的大小与
（3）比较甲、丙两次实验数据，
（4）小平得出滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系后，还想探究滑动摩擦力大小与接触面受到压强的关系，他选择了一个长、宽、高不等且各表面粗糙程度相同的木块，设计了两种方案，你认为合理的是
A. 木块平放在木板上，在木块上加不同质量的砝码，拉动木块，比较两次滑动摩擦力的大小
B. 把木块分别平放、侧放在木板上，拉动木块，比较两次滑动摩擦力的大小
（1）甲实验中木块受到的摩擦力为
1.2
N，如果水平拉动木块向右做加速运动，木块受到的摩擦力将不变
（变大/变小/不变）.（2）比较甲、乙两次实验数据，是为了探究滑动摩擦力的大小与
压力
的关系.（3）比较甲、丙两次实验数据，
不能
（能/不能）得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论，理由是没有控制压力大小不变
.（4）小平得出滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系后，还想探究滑动摩擦力大小与接触面受到压强的关系，他选择了一个长、宽、高不等且各表面粗糙程度相同的木块，设计了两种方案，你认为合理的是
B
.A. 木块平放在木板上，在木块上加不同质量的砝码，拉动木块，比较两次滑动摩擦力的大小
B. 把木块分别平放、侧放在木板上，拉动木块，比较两次滑动摩擦力的大小
答案
13.（1）1.2 不变 （2）压力 （3）不能 没有控制压力大小不变 （4）B
解析
【分析】
本题围绕探究滑动摩擦力大小影响因素的实验展开，解题思路如下：
1. 弹簧测力计读数时，先确定分度值，再根据指针位置读数；利用二力平衡原理，匀速拉动木块时，拉力与滑动摩擦力大小相等。
2. 滑动摩擦力的大小仅由压力大小和接触面粗糙程度决定，与运动状态无关，据此判断加速运动时摩擦力的变化。
3. 对比实验需遵循控制变量法，分析甲、乙、丙的变量，明确探究的因素；探究压强对摩擦力的影响时，要控制压力和接触面粗糙程度不变，改变受力面积（即压强），以此选择合理方案。
【解析】
（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，甲图中指针指向1.2N，根据二力平衡，木块匀速直线运动时拉力等于摩擦力，故摩擦力为1.2N；滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关，与运动速度无关，所以木块加速运动时，压力和接触面粗糙程度均不变，摩擦力不变。
（2）甲、乙两次实验中，接触面粗糙程度相同，乙中木块上增加了砝码，压力更大，变量为压力大小，因此是探究滑动摩擦力与压力的关系。
（3）甲、丙两次实验中，接触面粗糙程度不同，压力大小也不同，没有控制压力大小不变，因此不能得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关的结论。
（4）探究滑动摩擦力与接触面压强的关系，需控制压力大小和接触面粗糙程度相同，改变受力面积（从而改变压强）。方案A改变了压力，受力面积不变，无法探究压强的影响；方案B将木块平放、侧放，压力均为木块重力（不变），接触面粗糙程度相同，仅受力面积改变，压强改变，符合控制变量法，故选B。
【答案】
（1）1.2；不变 （2）压力 （3）不能；没有控制压力大小不变 （4）B
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；二力平衡；控制变量法
【点评】
本题是探究滑动摩擦力影响因素的典型实验题，重点考查弹簧测力计读数、控制变量法的应用，以及实验结论分析与方案设计，需学生掌握实验原理和控制变量的核心思想，属于基础实验题。
【难度系数】
0.7
本题围绕探究滑动摩擦力大小影响因素的实验展开，解题思路如下：
1. 弹簧测力计读数时，先确定分度值，再根据指针位置读数；利用二力平衡原理，匀速拉动木块时，拉力与滑动摩擦力大小相等。
2. 滑动摩擦力的大小仅由压力大小和接触面粗糙程度决定，与运动状态无关，据此判断加速运动时摩擦力的变化。
3. 对比实验需遵循控制变量法，分析甲、乙、丙的变量，明确探究的因素；探究压强对摩擦力的影响时，要控制压力和接触面粗糙程度不变，改变受力面积（即压强），以此选择合理方案。
【解析】
（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，甲图中指针指向1.2N，根据二力平衡，木块匀速直线运动时拉力等于摩擦力，故摩擦力为1.2N；滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关，与运动速度无关，所以木块加速运动时，压力和接触面粗糙程度均不变，摩擦力不变。
（2）甲、乙两次实验中，接触面粗糙程度相同，乙中木块上增加了砝码，压力更大，变量为压力大小，因此是探究滑动摩擦力与压力的关系。
（3）甲、丙两次实验中，接触面粗糙程度不同，压力大小也不同，没有控制压力大小不变，因此不能得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关的结论。
（4）探究滑动摩擦力与接触面压强的关系，需控制压力大小和接触面粗糙程度相同，改变受力面积（从而改变压强）。方案A改变了压力，受力面积不变，无法探究压强的影响；方案B将木块平放、侧放，压力均为木块重力（不变），接触面粗糙程度相同，仅受力面积改变，压强改变，符合控制变量法，故选B。
【答案】
（1）1.2；不变 （2）压力 （3）不能；没有控制压力大小不变 （4）B
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；二力平衡；控制变量法
【点评】
本题是探究滑动摩擦力影响因素的典型实验题，重点考查弹簧测力计读数、控制变量法的应用，以及实验结论分析与方案设计，需学生掌握实验原理和控制变量的核心思想，属于基础实验题。
【难度系数】
0.7
14. 小组同学设计了一个“巧测不规则固体密度”的实验，步骤如下：
① 将两个已校零的弹簧测力计并列悬挂在铁架台横杆上，将一溢水杯和一空杯用细线分别悬挂在弹簧测力计下，向溢水杯中加入一定量的水，使水漫过溢水口流入空杯中；
② 当水不再流出时，两个弹簧测力计的示数如图甲所示；
③ 将一小矿石用细线拴住并慢慢放入溢水杯中，溢出的水全部流入另一杯中，当水不再流出时，两个弹簧测力计的示数如图乙所示。
（$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$，$\rho_{\mathrm{水}}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$）求：矿石的密度是多少？
① 将两个已校零的弹簧测力计并列悬挂在铁架台横杆上，将一溢水杯和一空杯用细线分别悬挂在弹簧测力计下，向溢水杯中加入一定量的水，使水漫过溢水口流入空杯中；
② 当水不再流出时，两个弹簧测力计的示数如图甲所示；
③ 将一小矿石用细线拴住并慢慢放入溢水杯中，溢出的水全部流入另一杯中，当水不再流出时，两个弹簧测力计的示数如图乙所示。
（$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$，$\rho_{\mathrm{水}}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$）求：矿石的密度是多少？
答案
14. $4×10^3 \ \mathrm{kg/m}^3$
解析
【分析】要计算矿石的密度，需先求出矿石的重力和体积。通过读取甲、乙两图中弹簧测力计的示数，得到排开水的重力，利用阿基米德原理可知矿石受到的浮力等于排开水的重力；再根据弹簧测力计总示数的变化求出矿石的重力；最后利用密度公式结合矿石质量（由重力计算）和体积（等于排开水的体积），即可算出矿石的密度。
【解析】1. 读取弹簧测力计示数：分度值为0.1N，甲图中，挂溢水杯的弹簧测力计示数$F_{甲1}=2\ \mathrm{N}$，挂空杯的示数$F_{甲2}=0.4\ \mathrm{N}$；乙图中，挂溢水杯的示数$F_{乙1}=4\ \mathrm{N}$，挂接水杯的示数$F_{乙2}=1.4\ \mathrm{N}$。
2. 计算排开水的重力：$G_{\mathrm{排}}=F_{乙2}-F_{甲2}=1.4\ \mathrm{N}-0.4\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$，根据阿基米德原理，矿石受到的浮力$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{排}}=1\ \mathrm{N}$。
3. 计算矿石的重力：甲图总示数$F_{甲总}=F_{甲1}+F_{甲2}=2\ \mathrm{N}+0.4\ \mathrm{N}=2.4\ \mathrm{N}$；乙图总示数$F_{乙总}=F_{乙1}+F_{乙2}=4\ \mathrm{N}+1.4\ \mathrm{N}=5.4\ \mathrm{N}$；总示数变化$\Delta F=F_{乙总}-F_{甲总}=5.4\ \mathrm{N}-2.4\ \mathrm{N}=3\ \mathrm{N}$，该变化量等于矿石重力与浮力的差，即$\Delta F=G_{\mathrm{石}}-F_{\mathrm{浮}}$，因此$G_{\mathrm{石}}=\Delta F+F_{\mathrm{浮}}=3\ \mathrm{N}+1\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$。
4. 计算矿石的质量和体积：矿石质量$m_{\mathrm{石}}=\frac{G_{\mathrm{石}}}{g}=\frac{4\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.4\ \mathrm{kg}$；矿石体积等于排开水的体积，$V_{\mathrm{石}}=V_{\mathrm{排}}=\frac{G_{\mathrm{排}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{1\ \mathrm{N}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=1×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$。
5. 计算矿石密度：$\rho_{\mathrm{石}}=\frac{m_{\mathrm{石}}}{V_{\mathrm{石}}}=\frac{0.4\ \mathrm{kg}}{1×10^{-4}\ \mathrm{m}^3}=4×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【答案】$4×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
【知识点】密度计算、阿基米德原理、弹簧测力计读数
【点评】本题通过弹簧测力计示数变化结合阿基米德原理间接测量不规则固体密度，考查密度公式和阿基米德原理的应用，需准确分析力的关系，综合性适中。
【难度系数】0.5
【解析】1. 读取弹簧测力计示数：分度值为0.1N，甲图中，挂溢水杯的弹簧测力计示数$F_{甲1}=2\ \mathrm{N}$，挂空杯的示数$F_{甲2}=0.4\ \mathrm{N}$；乙图中，挂溢水杯的示数$F_{乙1}=4\ \mathrm{N}$，挂接水杯的示数$F_{乙2}=1.4\ \mathrm{N}$。
2. 计算排开水的重力：$G_{\mathrm{排}}=F_{乙2}-F_{甲2}=1.4\ \mathrm{N}-0.4\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$，根据阿基米德原理，矿石受到的浮力$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{排}}=1\ \mathrm{N}$。
3. 计算矿石的重力：甲图总示数$F_{甲总}=F_{甲1}+F_{甲2}=2\ \mathrm{N}+0.4\ \mathrm{N}=2.4\ \mathrm{N}$；乙图总示数$F_{乙总}=F_{乙1}+F_{乙2}=4\ \mathrm{N}+1.4\ \mathrm{N}=5.4\ \mathrm{N}$；总示数变化$\Delta F=F_{乙总}-F_{甲总}=5.4\ \mathrm{N}-2.4\ \mathrm{N}=3\ \mathrm{N}$，该变化量等于矿石重力与浮力的差，即$\Delta F=G_{\mathrm{石}}-F_{\mathrm{浮}}$，因此$G_{\mathrm{石}}=\Delta F+F_{\mathrm{浮}}=3\ \mathrm{N}+1\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$。
4. 计算矿石的质量和体积：矿石质量$m_{\mathrm{石}}=\frac{G_{\mathrm{石}}}{g}=\frac{4\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.4\ \mathrm{kg}$；矿石体积等于排开水的体积，$V_{\mathrm{石}}=V_{\mathrm{排}}=\frac{G_{\mathrm{排}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{1\ \mathrm{N}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=1×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$。
5. 计算矿石密度：$\rho_{\mathrm{石}}=\frac{m_{\mathrm{石}}}{V_{\mathrm{石}}}=\frac{0.4\ \mathrm{kg}}{1×10^{-4}\ \mathrm{m}^3}=4×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【答案】$4×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
【知识点】密度计算、阿基米德原理、弹簧测力计读数
【点评】本题通过弹簧测力计示数变化结合阿基米德原理间接测量不规则固体密度，考查密度公式和阿基米德原理的应用，需准确分析力的关系，综合性适中。
【难度系数】0.5
