Question

4．如圖所示是“探究摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)操作過程，重12N的鐵塊和重3N的木塊的大小、形狀完全相同，木塊表面比鐵塊表面粗糙．

（1）實(shí)驗(yàn)過程中，拉著鐵塊（或木塊）做勻速直線運(yùn)動，此時摩擦力的大小等于（填“大于”、“等于”、“小于”）彈簧測力計的示數(shù)．在乙圖中，和鐵塊一起勻速運(yùn)動的木塊受到的摩擦力為0N；
（2）比較甲、乙兩圖，可得到的結(jié)論是在接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，摩擦力越大；
（3）小華比較甲、丙兩圖，得出了“接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大”的結(jié)論，你認(rèn)為她的結(jié)論正確嗎？答：不正確，理由是：沒有控制壓力大小不變；
（4）為了測量摩擦力的大小，應(yīng)用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，實(shí)驗(yàn)中不易做到．為了較準(zhǔn)確的測量出摩擦力大小，請你利用現(xiàn)有器材，對實(shí)驗(yàn)操作方案提出改進(jìn)意見：固定彈簧測力計，彈簧測力計拉著木塊，人拉著下面的木板在水平面上運(yùn)動．

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計拉動物體在水平放置的長木板上做勻速直線運(yùn)動時，鐵塊受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等；
木塊和鐵塊一起做勻速直線運(yùn)動，二者之間沒有相對運(yùn)動的趨勢，變不存在摩擦力；
（2）比較甲、乙兩圖，找出相同因素和不同因素，結(jié)合控制變量法的思想得出結(jié)論；
（3）要探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)注意保持壓力大小相同，分析乙丙兩圖得出結(jié)論；
（4）木塊做勻速直線運(yùn)動很難操作，木塊不勻速，彈簧測力計的示數(shù)就不穩(wěn)定，另外彈簧測力計是運(yùn)動的，不好讀準(zhǔn)示數(shù)；運(yùn)動是相對的，我們可以采用木塊不動，拉動木板，這樣木塊和彈簧測力計是靜止的，便于讀數(shù)，同時木塊受到的摩擦力與彈簧測力計對木塊的拉力是一對平衡力．而且木板的運(yùn)動不要求勻速，便于操作．

解答 解：
（1）乙圖中鐵塊做勻速直線運(yùn)動，受到的摩擦力和彈簧測力計的拉力相等；
木塊和鐵塊一起做勻速直線運(yùn)動，二者之間沒有相對運(yùn)動的趨勢，所以木塊受到的摩擦力為0N；
（2）甲、乙兩圖，鐵塊與水平面間接觸面的粗糙程度相同，圖甲中鐵塊與水平面間的壓力小，彈簧測力計示數(shù)小，圖乙中，鐵塊與水平面間的壓力大，彈簧測力計的示數(shù)大，由此可知：在接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，摩擦力越大；
（3）甲、丙兩圖中，物體對接觸面的壓力大小不同，所以不能探究出滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度之間的關(guān)系；
（4）為了測量摩擦力的大小，應(yīng)用彈簧測力計沿水平方向做勻速直線運(yùn)動，實(shí)驗(yàn)中不易做到；
我們可以采用木塊不動，拉動木板，這樣木塊和彈簧測力計是靜止的，便于讀數(shù)，同時木塊受到的摩擦力與彈簧測力計對木塊的拉力是一對平衡力．而且木板的運(yùn)動不要求勻速，便于操作．改進(jìn)如圖：

故答案為：（1）等于； 0；（2）在接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，摩擦力越大；（3）不正確；沒有控制壓力大小不變；（4）固定彈簧測力計，彈簧測力計拉著木塊，人拉著下面的木板在水平面上運(yùn)動（如上圖所示）．

點(diǎn)評 本題考查了“探究影響滑動摩擦力大小”實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析等，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了控制變量法，正確理解并熟練應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵．