Question

3．某同學(xué)在探究“滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，他猜想滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度和接觸面的面積大小有關(guān)．可供選擇的器材有：長(zhǎng)木板、棉布、毛巾、彈簧測(cè)力計(jì)各一個(gè)．各表面粗糙程度都相同，底面積和質(zhì)量都不相同的三個(gè)木塊，鉤碼若干．
（1）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小是否有關(guān)”的記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格，表中要有必要的信息．
（2）在探究“滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度是否有關(guān)”時(shí)，分別在長(zhǎng)木板、棉布和毛巾的表面上做實(shí)驗(yàn)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F_木、F_棉、F_毛且F_木＜F_棉＜F_毛，則可得出的探究結(jié)論是：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)
（3）該同學(xué)在探究“滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小是否有關(guān)”時(shí)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下：如圖所示，在同一個(gè)水平面上，分別水平拉動(dòng)三個(gè)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
①該同學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的不合理之處是沒(méi)有控制壓力不變

②在不增加實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上，如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案？選擇其中一個(gè)木塊，用三個(gè)不同側(cè)面在同一木板上做實(shí)驗(yàn)（一種方法即可）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)猜想滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度和接觸面的面積大小有關(guān)，研究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小是否有關(guān)時(shí)，應(yīng)控制其它兩個(gè)因素不變，記下水平拉動(dòng)三個(gè)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即滑動(dòng)摩擦力大小，據(jù)此設(shè)計(jì)表格；
（2）根據(jù)二力平衡的條件，結(jié)合題中測(cè)力計(jì)示數(shù)大小得出結(jié)論；
（3）該同學(xué)在探究“滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小是否有關(guān)”時(shí)，根據(jù)控制變量法，應(yīng)控制壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，只改變接觸面的大小，據(jù)此分析回答．

解答 解：（1）只有沿水平方向拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小；探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小是否有關(guān)，應(yīng)控制接觸面的粗糙程度和接觸面積大小相同，只改變壓力大小，并記下在同一個(gè)水平面上分別水平拉動(dòng)三個(gè)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即滑動(dòng)摩擦力大�。�如下表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	接觸面粗糙程度	接觸面積	壓力	彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N	摩擦力f/N
1	相同	相同	大
2			中
3			小

（2）在探究“滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度是否有關(guān)”時(shí)，分別在長(zhǎng)木板、棉布和毛巾的表面上做實(shí)驗(yàn)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F_木、F_棉、F_毛且F_木＜F_棉＜F_毛，根據(jù)二力平衡條件可知，在木板上、棉布上、毛巾表面上受到的摩擦力大小依次增大，則可得出的探究結(jié)論是：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)；
（3）①該同學(xué)在探究“滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小是否有關(guān)”時(shí)，應(yīng)控制壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，只改變接觸面積的大小，由圖和題意可知，三個(gè)木塊的底面積和質(zhì)量都不相同，故該同學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的不合理之處是：沒(méi)有控制壓力不變；
②在不增加實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上，為控制壓力大小相同，又要改變接觸面積，改進(jìn)后的方案為：選擇其中一個(gè)木塊，用三個(gè)不同側(cè)面在同一木板上做實(shí)驗(yàn)．
故答案為：（1）如上表所示；
（2）滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)
（3）①?zèng)]有控制壓力不變；②選擇其中一個(gè)木塊，用三個(gè)不同側(cè)面在同一木板上做實(shí)驗(yàn)．

點(diǎn)評(píng) 本題探究“滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”，考查設(shè)計(jì)表格的能力、控制變量法的運(yùn)用及根據(jù)數(shù)據(jù)歸納結(jié)論的能力．