Question

2．小明要探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”，他猜想影響滑動摩擦力大小的因素可能有：①接觸面所受的壓力大小；②接觸面的粗糙程度．他向老師求助，老師給他提供了以下實(shí)驗(yàn)器材：木板，棉布，形狀相同且都帶有掛鉤 （圖中未畫出） 的木塊和大理石塊 （木塊明顯比大理石塊粗糙），彈簧測力計，并鼓勵小明自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案．小明利用老師所提供的實(shí)驗(yàn)器材，通過如圖所示實(shí)驗(yàn)操作來驗(yàn)證他的猜想：
（1）小明在實(shí)驗(yàn)時，用彈簧測力計拉木塊在水平木板 （或棉布） 上做勻速直線運(yùn)動，這時滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數(shù)．
（2）如果小明要探究猜想①，他應(yīng)該選擇甲、乙兩幅圖所示的實(shí)驗(yàn)步驟來操作，根據(jù)圖中彈簧測力計的示數(shù)可得出結(jié)論：在接觸面的粗糙程度相同的情況下，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（3）小明在探究猜想②時，比較甲和丙兩組數(shù)據(jù)得出結(jié)論：接觸面的越粗糙，滑動摩擦力就越大．老師指出這樣得出的結(jié)論是不對的．理由是：沒有控制接觸面的壓力大小相等．
（4）在小明最終利用上述方案完成探究后，老師又提出：如果不使用棉布，能否利用剩下的器材完成猜想②的探究？請您幫小明設(shè)計一種符合老師要求且切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案，將實(shí)驗(yàn)步驟簡述如下：將木塊和大理石上下疊放在一起，第一次大理石在上，木塊在下，勻速拉動木塊；第二次木塊在上，大理石在下，勻速拉動大理石塊，比較兩次彈性測力計的示數(shù)大小可以得出結(jié)論．．

Answer 1

分析 利用測力計的示數(shù)來反應(yīng)摩擦力的大小，是根據(jù)二力平衡的條件．因此要讓木塊做勻速直線運(yùn)動．研究摩擦力大小與什么因素有關(guān)，要利用控制變量法來研究．研究與壓力大小是否有關(guān)，必須要保證壓力大小不同．據(jù)此可對實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象進(jìn)行分析，同時也可對改變的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)時，用彈簧測力計拉木塊在水平上做勻速直線運(yùn)動，根據(jù)二力平衡條件，這時滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數(shù)．
（2）如果小明要探究猜想①，即摩擦力與接觸面所受的壓力大小是否有關(guān)，應(yīng)控制接觸面相同，所以他應(yīng)該選擇甲、乙兩幅圖所示的實(shí)驗(yàn)步驟來操作，根據(jù)圖中彈簧測力計的示數(shù)可得出結(jié)論：在接觸面的粗糙程度相同的情況下，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（3）在探究猜想②時，即探究摩擦力與接觸面的粗糙程度是否有關(guān)時，應(yīng)控制壓力大小相同，而比較甲和丙兩組數(shù)據(jù)時，壓力大小也不相同，不符合控制變量法的要求，因此得出的結(jié)論是不可靠的．
（4）在沒有兩個不同的接觸面，而又要完成對猜想②探究的情況下，可將木塊和大理石上下疊放在一起，第一次大理石在上，木塊在下，勻速拉動木塊；第二次木塊在上，大理石在下，勻速拉動大理石塊，比較兩次彈性測力計的示數(shù)大小可以得出結(jié)論．
故答案為：（1）勻速直線；
（2）甲、乙；壓力越大；
（3）沒有控制接觸面的壓力大小相等；
（4）將木塊和大理石上下疊放在一起，第一次大理石在上，木塊在下，勻速拉動木塊；第二次木塊在上，大理石在下，勻速拉動大理石塊，比較兩次彈性測力計的示數(shù)大小可以得出結(jié)論．

點(diǎn)評 此題要把握一個原理兩個方法：原理就是二力平衡的原理，兩個方法則是轉(zhuǎn)換法和控制變量法的應(yīng)用．合理運(yùn)用方法，熟知影響滑動摩擦力的因素可順利解答．