Question

為了探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關，小明同學在老師的指導下做了一系列實驗．以下是部分實驗步驟(實驗過程中保持長木板水平且固定)．

    第一次：把木塊水平放在長木板上，用彈簧測力計水平拖拉木塊，使木塊做勻速直線運動，如圖甲所示，讀出彈簧測力計的示數(shù)，并記入下表中；

第二次：把木塊側放在長木板上，用同樣的方法拉木塊，如圖乙所示，記下相應的示數(shù)；

第三次：把兩塊相同的木塊疊放在一起平放在長木板上，再用同樣的方法拉木塊，如圖丙所示，記下相應的示數(shù)．

實驗次數(shù)	木塊對木板的壓力／N	彈簧測力計的示數(shù)／N	滑動摩擦力／N
一	20	4.0
二	20	4.0
三		8.0

    (1)請你幫助小明填全表格內(nèi)的數(shù)據(jù)；

    (2)比較_______兩次實驗數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)滑動摩擦力的大小與接觸面積無關；

    (3)比較一、三兩次實驗數(shù)據(jù)，可以初步得出的結論是：_________________________．

 

Answer 1

【答案】

(1)如表所示．

實驗次數(shù)	木塊對木板的壓力／N	彈簧測力計的示數(shù)／N	滑動摩擦力／N
一	20	4.0	4.0
二	20	4.0	4.0
三	40	8.0	8.0

(2)一、二    (3)在接觸面的粗糙程度一定時，滑動摩擦力的大小與物體的壓力成正比 

【解析】利用轉換法來測量摩擦力時，當物體做勻速直線運動時，拉力與摩擦力是一對平衡力，此時可通過彈簧測力計的示數(shù)得出拉力的大�。�

（1）實驗2中彈簧測力計的示數(shù)等于滑動摩擦力的大小，為4N；實驗3中木塊對木板的太力增大了一倍，為40N；

（2）第1、2兩次實驗是在壓力、接觸面的粗糙程度都相同的情況下進行的，只改變了接觸面積的大小，符合探究的要求；

（3）第1、3兩次實驗是在接觸面不變的情況下，使壓力增大了，此時彈簧測力計的示數(shù)也增大了．

故答案為：（1）見下表；

實驗次數(shù)	木塊對木板的壓力/N	彈簧測力計的示數(shù)/N	滑動摩擦力/N
1	20	4	4
2	20	4	4
3	40	8	8

（2）1和2；

（3）接觸面粗糙程度相同，壓力越大，滑動摩擦力越大．

思路分析：（1）摩擦力很難直接觀察得到，因此，利用轉換法的思想，當用彈簧測力計拉著木塊做勻速直線運動時，拉力與摩擦力是一對平衡力，這樣可得到摩擦力的大��；

（2）摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關，而與接觸面積無關，在探究時，應運用控制變量法，每次只研究其中的一個量，保持其他的量不變．

試題點評：在此類實驗中，需要探究的量一般有三個，這里探究了其中的兩個，即摩擦力大小與壓力大小、接觸面積的大小的關系，其中，與壓力大小有關，與接觸面積的大小無關，這是我們應該熟知的結論；同時，實驗中還分別用到了轉換法和控制變量法，也是我們應該掌握的物理學的基本研究方法．