Question

5．某興趣小組在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗時，提出了以下幾種猜想：A．與壓力的大小有關(guān)B．與接觸面積的大小有關(guān)．
C．與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
為了驗證以上猜想是否正確，該小組同學(xué)利用如圖甲所示的裝置進行實驗，實驗數(shù)據(jù)如表所示．

序號	實驗條件			摩擦力/N
	木塊的位置	表面情況	壓力/N
1	平放	木板表面	4	0.8
2	平放	木板表面	6	1.2
3	平放	木板表面	8	1.6
4	側(cè)放	木板表面	8	1.6
5	豎放	木板表面	8	1.6
6	平放	木板上鋪棉布	4	1.2
7	平放	木板上鋪毛巾	4	2.0

（1）本實驗中滑動摩擦力的大小是由彈簧測力計的示數(shù)得出的，要使水平拉力的大小與滑動摩擦力的大小相等，木塊必須做勻速直線運動．
（2）由序號1、2、3的實驗，可得結(jié)論摩擦力大小與接觸面所受的正壓力有關(guān)；要驗證猜想C，應(yīng)選擇序號是1、6、7的三組實驗．
（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)判斷，圖乙中圖線b（填“a”或“b”）表示滑動摩擦力f的大小與接觸面積S的關(guān)系．
（4）在某次研究摩擦力的實驗中，小明仍按圖甲將木塊置于水平桌面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊，木塊的運動狀態(tài)和彈簧測力計的示數(shù)如表所示．由表可知，在第一次試驗中，木塊受到的摩擦力的大小為0.5N；在這五次試驗中，木塊受到的摩擦力大小應(yīng)該有3次是相同的．

試驗次數(shù)	木塊運動狀態(tài)	彈簧測力計示數(shù)F/N
1	靜止	0.5
2	靜止	0.6
3	加速	0.8
4	勻速	0.7
5	減速	0

Answer 1

分析 （1）掌握二力平衡條件，在實驗中，只有拉動木塊做勻速直線運動，其受到的拉力和摩擦力才相互平衡，大小相等．
（2）分析1、2、3實驗數(shù)據(jù)中的相同點和不同點，比較摩擦力的大小變化是由哪個因素引起的，便可得出結(jié)論．
要驗證猜想C，必須使接觸面的粗糙程度不同，其它條件相同．
（3）綜合分析實驗表格中的數(shù)據(jù)，分析比較壓力或接觸面的粗糙程度發(fā)生變化時，摩擦力是否發(fā)生變化；當(dāng)接觸面積的大小發(fā)生變化時，摩擦力大小是否發(fā)生變化，從而得出結(jié)論．注意控制變量法在此實驗中的應(yīng)用．
（4）二力平衡的條件：大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，作用在同一個物體上；滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，跟接觸面積，運動速度無關(guān)．

解答 解：（1）要使水平拉力大小與滑動摩擦力的大小相等，木塊必須保持勻速直線運動，此時拉力和摩擦力是一對平衡力．
（2）由序號1，2，3的實驗，接觸面積和接觸面的粗糙程度不變，壓力大小不斷增大，摩擦力也不斷增大，可以得出摩擦力大小與接觸面所受的正壓力有關(guān)，可以驗證猜想A．
根據(jù)猜想，要驗證猜想C，必須使壓力大小和接觸面面積相同，而接觸面的粗糙程度不同．所以應(yīng)選擇1、6、7．
（3）由表格中數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)其它條件不變，只改變壓力或接觸面的粗糙程度時，摩擦力大小發(fā)生變化；而其它條件不變，只改變接觸面積的大小時，摩擦力的大小不變．因此可以看出滑動摩擦力大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與接觸面積的大小無關(guān)，故圖線b表示摩擦力f與接觸面積的關(guān)系．
（4）第一次和第二次實驗，木塊保持靜止?fàn)顟B(tài)但是有運動趨勢，水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，兩個力是平衡力，大小相等，第一次的靜摩擦力是0.5N，第二次的靜摩擦力是0.6N；第3、4、5次實驗中，壓力相同，接觸面的粗糙程度相同，滑動摩擦力相同，都是0.7N．滑動摩擦力跟接觸面積、運動速度無關(guān)．
故答案為：（1）勻速直線；（2）摩擦力大小與接觸面所受的正壓力有關(guān)；1、6、7；（3）b；（4）0.5；3．

點評 此題是探究影響滑動摩擦力大小的因素．根據(jù)猜想進行了實驗，并通過實驗進行分析從而得出結(jié)論．考查了學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，同時考查了學(xué)生對控制變量法的理解和應(yīng)用．