Question

如圖所示為“研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置，長木塊A重為10N，每個(gè)砝碼重5N．小明同學(xué)用彈簧測力計(jì)拉木塊，先使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后在木塊逐漸添加砝碼，仍使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)．得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí) 驗(yàn) 次 數(shù)	壓 力 N/N	彈簧測力計(jì)拉力F/N	滑動(dòng)摩擦力 f/N
1	10	2.0	2.0
2	15	3.0	3.0
3	20	4.0	4.0

（1）請完成表格中數(shù)據(jù)的填寫．
（2）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得到的結(jié)論是：

當(dāng)接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．

（3）為了探究滑動(dòng)摩擦力是否跟接觸面的面積有關(guān)，可在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上再增加一個(gè)步驟，寫出你設(shè)計(jì)的這一實(shí)驗(yàn)步驟

將木塊側(cè)放（或豎放）在水平面上，用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)木塊，使之在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)

．
（4）為了驗(yàn)證摩擦力還跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，實(shí)驗(yàn)尚需增加的器材為

毛巾和棉布

．

Answer 1

分析：（1）滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的大小及接觸面的粗糙程度有關(guān)．接觸面的粗糙程度相同，摩擦力與壓力成正比．
在“研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用彈簧測力計(jì)拉木塊，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以拉力與摩擦力是一對平衡力，根據(jù)二力平衡的條件知摩擦力的大小等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)．
（2）根據(jù)影響摩擦力大小的兩個(gè)因素，結(jié)合控制變量法，可對已知變量和控制量進(jìn)行分析；
（3）利用控制變量法，為了探究滑動(dòng)摩擦力是否跟接觸面的面積有關(guān)，需控制壓力的大小及接觸面的粗糙程度相同，改變接觸面積的大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（4）要探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，需要控制壓力的大小相同，改變接觸面的粗糙程度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

解答：解：（1）接觸面的粗糙程度相同，摩擦力與壓力成正比．
①

F壓力1

F壓力2

=

f1

f2

，所以

10N

F壓力2

=

2.0N

3.0N

，解得F_壓力2=15N；
②根據(jù)二力平衡的條件知：f₃=F₃=4.0N．
（2）由表格數(shù)據(jù)知：接觸面粗糙程度一定時(shí)，隨著壓力的變大，測力計(jì)的示數(shù)也變大，即摩擦力也變大．可得結(jié)論：當(dāng)接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
（3）為了探究滑動(dòng)摩擦力是否跟接觸面的面積有關(guān)，可將木塊側(cè)放（或豎放）在水平面上，用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)木塊，使之在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，比較摩擦力的大小與接觸面積的關(guān)系．
（4）為了驗(yàn)證摩擦力還跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，需要控制壓力的大小相同，改變接觸面的粗糙程度，所以除了木塊和測力計(jì)外還需毛巾或棉布，用彈簧測力計(jì)拉木塊在桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，再將毛巾或棉布鋪在桌面上，用彈簧測力計(jì)拉木塊在毛巾或棉布上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，比較摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系．
故答案為：（1）

實(shí) 驗(yàn) 次 數(shù)	壓 力 N/N	彈簧測力計(jì)拉力F/N	滑動(dòng)摩擦力 f/N
1	10	2.0	2.0
2	15	3.0	3.0
3	20	4.0	4.0

．
（2）當(dāng)接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
（3）將木塊側(cè)放（或豎放）在水平面上，用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)木塊，使之在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（4）毛巾和棉布．

點(diǎn)評：本實(shí)驗(yàn)是初中物理中較為典型的探究實(shí)驗(yàn)之一，主要運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法和控制變量的研究方法，這是實(shí)驗(yàn)成功的基礎(chǔ)，也是我們應(yīng)該熟練掌握的實(shí)驗(yàn)技能．同時(shí)，二力平衡條件的運(yùn)用、對實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確分析，也是我們應(yīng)該從這類實(shí)驗(yàn)題中應(yīng)該學(xué)到的．