Question

2．為了探究滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素，小明做了一系列實(shí)驗(yàn)．以下是部分實(shí)驗(yàn)步驟（實(shí)驗(yàn)過程中保持長(zhǎng)木板水平且固定，并保證所有實(shí)驗(yàn)步驟操作規(guī)范）

第一次：把木塊平放在長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)（如甲圖），讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并記入表中；
第二次：把木塊側(cè)放在長(zhǎng)木板上，用同樣的方法拉木塊（如乙圖），記下相應(yīng)的示數(shù)；
第三次：把兩塊相同木塊疊在一起平放在長(zhǎng)木板上，再用同樣的方法拉木塊（如丙圖），記下相應(yīng)的示數(shù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	木塊對(duì)木板的壓力/N	彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)/N	滑動(dòng)摩擦力/N
1	20	4.0	4.0
2	20	4.0	4.0
3	40	8.0	8.0

（1）請(qǐng)你幫助小明填全表格內(nèi)的數(shù)據(jù)．其理論依據(jù)是二力平衡．
（2）比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小無關(guān)．
（3）比較1、3次數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是：接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大
（4）另一組的小華同學(xué)在探究“接觸面積的大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力的影響”實(shí)驗(yàn)時(shí)，他將木塊沿豎直方向截去一半后，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著另一半做如圖所示的實(shí)驗(yàn)，測(cè)得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力也變?yōu)樵瓉淼囊话耄�由此得出結(jié)論：“滑動(dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小”．你認(rèn)為他的探究過程正確嗎？不正確你做出這種評(píng)價(jià)的理由是未控制壓力相同．在此基礎(chǔ)上將如何改進(jìn)？將切下的疊放在一起勻速拉動(dòng)．

Answer 1

分析 根據(jù)二力平衡條件，要使拉力與摩擦力相等，需水平拉動(dòng)木塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（1）根據(jù)二力平衡知識(shí)分析；
（2）要得出滑動(dòng)摩擦力與受力面積的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，接觸面積大小不同；
（3）分析1、3兩次數(shù)據(jù)得出滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系；
（4）在探究接觸面積的大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力的影響時(shí)，必須要控制壓力大小和接觸面的粗糙程度相同．

解答 解：
在用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊時(shí)，一定要水平勻速拉動(dòng)木塊，此時(shí)拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等；
（1）由于測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故拉力等于摩擦力，即滑動(dòng)摩擦力為4.0N；
（2）1、2兩次實(shí)驗(yàn)，壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，接觸面的粗糙程度不同，測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同，可知，摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)；
（3）1、3兩次實(shí)驗(yàn)，接觸面的粗糙程度、接觸面積相同，壓力大小不同，測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，可知滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)，接觸面的粗糙程度相同，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
（4）小華同學(xué)將木塊沿豎直方向截去一半后，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著另一半做如圖所示的實(shí)驗(yàn)，測(cè)得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉淼囊话耄�由此得出“滑�?dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小”．這一探究過程是不正確的，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)，未控制壓力一定，不符合控制變量法的要求．
為了控制壓力大小不變，可將截去的一半疊放在另一半上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
故答案為：勻速直線；（1）4.0；二力平衡；（2）1、2；（3）接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；（4）不正確；未控制壓力相同；將切下的疊放在一起勻速拉動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素，考查了控制變量法的應(yīng)用，通過探究證實(shí)了滑動(dòng)摩擦力大小與受力面積大小無關(guān)．