Question

15．如圖1所示，是同學(xué)們探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗，其中使用的木塊因木紋不同，側(cè)面比正面粗糙．

小明選擇四種不同的接觸面，通過在木塊上增減砝碼改變壓力，對木塊受到的滑動摩擦力進行了12次測量，實驗數(shù)據(jù)整理如表：

接觸面		序號	壓力/N	摩擦力/N	接觸面		序號	壓力/N	摩擦力/N
情 況 一	木塊正 面與木 板面	1	1.7	0.3	情 況 三	木塊正 面與玻 璃面	7	1.7	0.4
		2	3.7	0.8			8	3.7	1.3
		3	5.7	1.2			9	5.7	1.8
情 況 二	木塊側(cè) 面與木 板面	4	1.7	0.6	情 況 四	木塊側(cè) 面與玻 璃面	10	1.7	0.4
		5	3.7	1.5			11	3.7	1.0
		6	5.7	2.5			12	5.7	1.6

（1）實驗中應(yīng)使用彈簧測力計水平拉動木塊，使其在長木板（或玻璃）上做勻速直線運動，此時摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數(shù)．
（2）分析表中序號為1、2、3（或4、5、6…）的三組實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：在其他條件相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大
（3）小明比較情況一和情況三中的實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，壓力相同時，木塊在玻璃表面上受到的摩擦力更大，分析得出：情況三（木塊正面與玻璃面）比情況一（木塊正面與木板面）的接觸面粗糙．他的依據(jù)是，在其他條件相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．
（4）同組的曉宏提出不同意見，他認(rèn)為玻璃表面比木板表面光滑得多，情況三（木塊正面與玻璃面）比情況一（木塊正面與木板面）的接觸面要光滑．當(dāng)壓力相同時，木塊在玻璃表面上受到的摩擦力應(yīng)該更小．
于是，同學(xué)們進一步分析了情況三和情況四中的實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)壓力為1.7N時，兩種情況的摩擦力均為0.4N，但是隨著壓力的增大，出現(xiàn)壓力相同，接觸面變光滑時摩擦力更大．
（5）為什么出現(xiàn)“接觸面變光滑摩擦力反而增大”？曉宏聯(lián)想到家里使用的吸盤式塑料掛衣鉤，如圖2所示．把掛衣鉤的吸盤壓在普通墻面上時，掛衣鉤掛不住物體；當(dāng)把掛衣鉤的吸盤同樣壓在玻璃、瓷磚等光滑的墻面上時，就可以懸掛較重的物體．
由此曉宏猜想可能是：大氣壓使接觸面之間的壓力增大，從而增大了摩擦力．這種猜想是否合理？還有其他原因嗎？他準(zhǔn)備和同學(xué)們分頭查閱資料，并咨詢老師繼續(xù)進行探究．

Answer 1

分析 （1）兩個力滿足大小相等、方向相反、同一直線、同一物體，則這兩個力是一對平衡力，物體在平衡力的作用下一定靜止或勻速直線運動；
（2）（3）本題根據(jù)控制變量法的思想，由表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)摩擦力的相關(guān)規(guī)律；
（4）（5）對比情況三、四可以發(fā)現(xiàn)與所學(xué)知識點不符的現(xiàn)象，其他因素一定時，接觸面越光滑，反而摩擦力越小，題中采用類比的方法，讓同學(xué)提出兩種猜想，考查同學(xué)的猜想能力．

解答 解：
（1）根據(jù)二力平衡的條件可以判斷，拉著木塊勻速運動，拉力與摩擦力二力平衡；此時摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數(shù)；
（2）分析表格中情況一，壓力是1.7N、3.7N、5.7N時，摩擦力分別是0.3N、0.8N、1.2N，
得出結(jié)論：在接觸面情況相同時，壓力越大，摩擦力越大；
（3）對比情況一、三中壓力相同的數(shù)據(jù)，如壓力為1.7N時，在木板表面上摩擦力為0.3N，在玻璃表面上摩擦力為0.4N．木塊在 玻璃表面上受到的摩擦力更大，分析得出：情況三（木塊正面與玻璃面）比情況一（木塊正面與木板面）的接觸面粗糙．他的依據(jù)是，在其他條件相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
（4）對比情況三、四，壓力逐漸增大，依次是1.7N、3.7N、5.7N時，木塊光滑一面受的摩擦力依次為0.4N、1.3N、1.8N，木塊粗糙一面受的摩擦力依次為0.4N、1.0N、1.6N，
得出結(jié)論：壓力相同，木塊表面較光滑的摩擦力更大；
（5）由熟悉的生活現(xiàn)象引發(fā)猜想：
大氣壓使接觸面之間的壓力增大，從而增大了摩擦力，吸盤壓緊能吸附在一起，說明大氣存在壓強．
故答案為：（1）勻速直線；（2）在其他條件相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；（3）玻璃； 接觸面越粗糙；（4）大；（5）大氣壓．

點評 （1）測摩擦力的方法是等效替代法，當(dāng)物體勻速拉動時，拉力與摩擦力二力平衡，所以拉力大小等于摩擦力大小；
（2）通過實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)實驗規(guī)律，要以題中的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，不能依據(jù)已有的知識經(jīng)驗，本題中就有和已有知識經(jīng)驗相沖突之處．