Question

3．在探究滑動摩擦力與什么因素有關(guān)的實驗中，王宇和同學(xué)們提出了以下幾種猜想：
①與物體所受重力的大小有關(guān)②與物體間的接觸面積大小有關(guān)③與物體間接觸面積的粗糙程度有關(guān)
實驗室中提供了以下實驗器材：一塊較長且光滑程度一致的木板、一個彈簧測力計、一個帶鉤的長方體軟木塊、幾個質(zhì)量相同的砝碼和一把能夠切開軟木塊的小刀．
（1）為了驗證猜想①是否成立，王宇按照如圖所示的方法進行實驗．當(dāng)他使軟木塊做勻速直線運動時，彈簧測力計的示數(shù)為F₁；當(dāng)他向軟木塊上放上一個砝碼并拉動彈簧測力計使軟木塊做勻速直線運動時，彈簧測力計的示數(shù)為F₂．若猜想①成立，則F₁不等于F₂（選填“等于”或“不等于”）．
（2）王宇的同學(xué)從軟木塊上取下砝碼，用小刀將軟木塊沿豎直方向截去一半后，拉動彈簧測力計，使截斷后的軟木塊做勻速直線運動，結(jié)果他發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)F₃＞F₁，于是該同學(xué)就認為猜想②是成立的．你認為他的做法是不正確（選填“正確”或“不正確”）的．因為沒有保證壓力相等．
（3）若要驗證猜想③是否成立，你認為上述實驗器材中還缺少一塊毛巾（選填“一塊毛巾”或“一把刻度尺”）．加上該實驗器材后，王宇拉動彈簧測力計使截斷后的軟木塊做勻速直線運動，結(jié)果發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)F₄與F₃不相等．由所學(xué)知識可判斷，F(xiàn)₄比F₃大（選填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，跟接觸面積大小、拉力大小、運動速度無關(guān)，當(dāng)接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（2）探究滑動摩擦力跟接觸面積大小的關(guān)系時，要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變；
（3）要探究摩擦力與物體間接觸面積的粗糙程度有關(guān)，需要控制壓力一定，改變接觸面的粗糙程度；壓力一定時，接觸面越粗糙，摩擦力越大．

解答 解：
（1）當(dāng)軟木塊做勻速直線運動時，彈簧測力計的示數(shù)為F₁；當(dāng)向軟木塊上放上一個砝碼并拉動彈簧測力計使軟木塊做勻速直線運動時，彈簧測力計的示數(shù)為F₂，在此過程中，接觸面粗糙程度相同，壓力越大，滑動摩擦力越大，故猜想①成立，所以F₁ 不等于F₂；
（2）探究滑動摩擦力跟接觸面積大小的關(guān)系，要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變，實驗時沒有控制好壓力大小不變，得出的結(jié)論是不正確，正確的做法是：將木塊沿豎直方向切去一部分后，將兩塊疊放，進行實驗．
（3）若要驗證猜想③摩擦力與物體間接觸面積的粗糙程度有關(guān)，需要改變接觸面的粗糙程度，所以實驗器材中還缺少一塊毛巾；F₃是木塊在木板表面上運動時彈簧測力計的示數(shù)，F(xiàn)₄是木塊在毛巾表面上運動時彈簧測力計的示數(shù)，壓力一定時，接觸面越粗糙，摩擦力越大，所以F₄比F₃大．
故答案為：（1）不等于；（2）不正確；沒有保證壓力相等；（3）一塊毛巾；大．

點評 此題是探究影響滑動摩擦力的因素，主要考查了對二力平衡條件的應(yīng)用及控制變量法．在此實驗中要拉動木塊做勻速直線運動，要研究滑動摩擦力與一個量的關(guān)系，需要控制另一個量不變．