Question

10．小麗同學(xué)在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”的過(guò)程中，作了以下猜想：（1）可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；（2）可能與接觸面間的壓力大小有關(guān)；（3）可能與接觸面積的大小有關(guān)．為了檢驗(yàn)上述有關(guān)猜想是否正確，她設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：
步驟1：用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊沿直線勻速滑動(dòng)，讀出測(cè)力計(jì)的讀數(shù)（如圖甲）
步驟2：把砝碼放在木塊上（如圖乙），勻速拉動(dòng)木塊和砝碼，讀出測(cè)力計(jì)讀數(shù)；
步驟3：把木塊平放在棉布上，勻速拉動(dòng)木塊和砝碼（如圖丙），讀出測(cè)力計(jì)讀數(shù)．

（1）實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)顯示的讀數(shù)是拉力F的大小，間接測(cè)得摩擦力f大小的關(guān)鍵是要保證木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用的物理知識(shí)是二力平衡
（2）比較步驟1、2次實(shí)驗(yàn)可以得到：接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大
（3）為了檢驗(yàn)“猜想（3）”，可在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上在增加一個(gè)步驟，寫(xiě)出你所設(shè)計(jì)的這一實(shí)驗(yàn)步驟．
將木塊側(cè)放，并用測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)
（4）小紅猜想“滑動(dòng)摩擦力的大小可能與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)”，請(qǐng)你幫小紅設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)表格：

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡條件，當(dāng)用測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力才等于摩擦力；
（2）根據(jù)控制變量法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
（3）注意影響滑動(dòng)摩擦力的因素，根據(jù)控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟．
（4）用彈簧測(cè)力計(jì)拉著同一個(gè)物體在同一水平面上，以不同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)量摩擦力的大小，因?yàn)槟Σ亮Υ笮∠嗤�，推知摩擦力大小跟運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)．

解答 解：（1）摩擦力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是水平方向上一對(duì)方向相反的力，若木塊勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊處于平衡狀態(tài)，此時(shí)摩擦力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力就是一對(duì)平衡力，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，就等于摩擦力；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟1和2，接觸面是相同的，壓力的大小不同，第二次壓力大，摩擦力大，所以得出結(jié)論：接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，摩擦力越大；
（3）為探究摩擦力大小是否與接觸面積的大小有關(guān)，需保持壓力大小和接觸面粗糙程度相同，改變接觸面積的大小，應(yīng)將木塊側(cè)放，并用測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
（4）探究“滑動(dòng)摩擦力的大小可能與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)”的步驟為：
用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平木板上以1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)出摩擦力；用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平木板上以2m/s和3m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)出摩擦力．
故需要測(cè)量的數(shù)據(jù)為在不同速度下的摩擦力，故設(shè)計(jì)的表格為：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	速度	摩擦力
1
2
3

故答案為：（1）勻速直線；二力平衡；（2）接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；（3）將木塊側(cè)放，并用測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)；（4）如上表．

點(diǎn)評(píng) 此題考查是探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)，考查了控制變量法的應(yīng)用，只有把物體放在水平面上，讓彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)物體時(shí)，滑動(dòng)摩擦力的大小才等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)；滑動(dòng)摩擦力大小的決定因素是接觸面間的壓力和接觸面粗糙程度，與接觸面積大小無(wú)關(guān)．