Question

8．在探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中．

（1）三次實驗情況分別如上圖1甲、乙、丙所示．實驗時，要用彈簧測力計拉木塊在水平木板（或毛巾）上做勻速直線運動，這時滑動摩擦力f的大小才等于彈簧測力計的示數(shù)--即拉力F的大�。�
（2）小明在探究“滑動摩擦力的大小與壓力的關(guān)系”時，利用圖1甲、乙中彈簧測力計顯示的兩個數(shù)據(jù)比較得出：“壓力越大，滑動摩擦力就越大”的結(jié)論．你認(rèn)為他這樣對比這兩組數(shù)據(jù)就得出這樣的結(jié)論對嗎？答：不對．理由是：沒有控制接觸面粗糙程度相同．
（3）比較甲、丙兩個測力計示數(shù)大小，得出的結(jié)論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．
（4）如果小明要研究滑動摩擦力與接觸面積大小是否有關(guān)，他應(yīng)控制壓力大小相同、接觸面粗糙程度相同一樣，改變接觸面積的大�。�
（5）在采用圖2甲所示的實驗裝置測量木塊與長木板之間的摩擦力時，發(fā)現(xiàn)很難保持彈簧測力計示數(shù)的穩(wěn)定，很難讀數(shù)．用如圖2乙所示的實驗裝置進行實驗時就能解決上述問題，請你對圖2乙的實驗方法作出評估：勻速拉動木板時，木塊相對作勻速運動，而木塊相對彈簧測力計靜止，便于讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，木塊做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知，滑動摩擦力等于彈簧測力計的拉力．
（2）要探究滑動摩擦力與壓力的關(guān)系，應(yīng)控制接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同．
（3）根據(jù)甲、丙所示實驗所控制的條件及實驗現(xiàn)象，得出滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系；
（4）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)．探究滑動摩擦力大小跟接觸面積的關(guān)系，一定要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變；
（5）用彈簧測力計拉動木塊，比較難于控制木塊一直做勻速直線運動，對運動的彈簧測力計讀數(shù)比較困難．改進后的實驗便于操作，不必進行勻速直線運動，摩擦力總等于拉力．

解答 解：（1）要用彈簧測力計拉長方體木塊在水平木板（或毛巾）上做勻速直線運動，這時滑動摩擦力f的大小才等于彈簧測力計的示數(shù)--即拉力F的大小；
（2）由圖示可知，甲、乙兩實驗接觸面的粗糙程度不同，物體間的壓力不同，由于沒有控制接觸面粗糙程度相同，用甲、乙圖示實驗探究摩擦力與壓力間的關(guān)系是錯誤的；
（3）由圖示甲、乙實驗可知，物體間的壓力相同，接觸面的粗糙程度不同，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大，由此可知：在壓力一定的情況下，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
（4）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)．所以探究滑動摩擦力大小跟接觸面積的關(guān)系，一定要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變；
（5）圖2乙，木塊在彈簧測力計和摩擦力的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測力計給木塊的拉力和摩擦力總是一對平衡力，滑動摩擦力的大小和壓力的大小、接觸面的粗糙程度有關(guān)，與速度無關(guān)，木塊無論做勻速還是變速，摩擦力都不變，彈簧測力計的拉力也不變，任何時候滑動摩擦力的大小都等于彈簧測力計，并且彈簧測力計處于靜止?fàn)顟B(tài)，容易讀數(shù)．
故答案為：（1）勻速直線；（2）不對；沒有控制接觸面粗糙程度相同；（3）壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；（4）壓力大小相同；接觸面粗糙程度相同；（5）勻速拉動木板時，木塊相對作勻速運動，而木塊相對彈簧測力計靜止，便于讀數(shù)．

點評 本題通過探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗主要考查了控制變量法的應(yīng)用，熟練應(yīng)用控制變量法、認(rèn)真分析圖示實驗情景即可正確解題．