Question

20．小明要探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”，他猜想影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素可能有：
①接觸面所受的壓力大�。�
②接觸面的粗糙程度；
③接觸面積的大小． 接下來(lái)小明通過(guò)如圖所示實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證他的猜想：

（1）為了測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小，實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊的要求是：沿水平方向勻速拉動(dòng)；
（2）由甲、乙兩圖得到的結(jié)論是：在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）圖甲和圖丙探究的問(wèn)題是：滑動(dòng)摩擦力跟接觸面粗糙程度的關(guān)系；
（4）小明要探究猜想③，他將木塊切去一半，重復(fù)甲的操作過(guò)程，如圖丁所示．他比較甲和丁 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān)．你認(rèn)為他的結(jié)論可靠嗎？答：不可靠．小明在實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題是沒(méi)有控制壓力大小不變；
（5）實(shí)際操作時(shí)，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)比較難，有人建議可以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，用 手拉長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，并用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊并且固定在墻壁上，這樣做的好處是不需要控制木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，方便實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)也便于讀數(shù)．．

Answer 1

分析 （1）掌握二力平衡條件，要正確測(cè)出摩擦力的大小，需拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；
（2）要探究摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系，需使接觸面積的粗糙程度和接觸面積大小相同，改變壓力大小；
（3）根據(jù)猜想，要探究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面積大小相同，改變接觸面的粗糙程度；
（4）要探究摩擦力大小與接觸面積的大小的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，改變接觸面積的大��；
（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很難保持物體進(jìn)行勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可以使彈簧測(cè)力計(jì)固定，拉動(dòng)物體下面的長(zhǎng)木板，物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓力不變，接觸面粗糙程度不變，滑動(dòng)摩擦力不變，并且彈簧測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不必要求長(zhǎng)木板進(jìn)行勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中小明應(yīng)該用彈簧測(cè)力計(jì)水平勻速直線(xiàn)拉動(dòng)木塊在長(zhǎng)木板上滑動(dòng)，這是拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，摩擦力等于拉力；
（2）要探究摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系，需使接觸面積的粗糙程度和接觸面積大小相同，改變壓力大小，所以應(yīng)選擇甲圖和乙圖；
由圖知，在其他因素相同的情況下，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）要探究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面積大小相同，改變接觸面的粗糙程度，所以應(yīng)選擇甲圖和丙圖；
由圖知，在其他因素相同的情況下，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；
（4）要探究摩擦力大小與接觸面積的大小的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，改變接觸面積的大小，而小明將木塊切去一半，則在接觸面積變化的同時(shí)，壓力也發(fā)生了變化，所以得出錯(cuò)誤結(jié)論；
（5）如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，木塊與彈簧測(cè)力計(jì)固定不動(dòng)，拉動(dòng)木板運(yùn)動(dòng)，該裝置的優(yōu)點(diǎn)是：不需要控制木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，方便實(shí)驗(yàn)操作；彈簧測(cè)力計(jì)固定不動(dòng)，便于讀數(shù)．
故答案為：（1）沿水平方向勻速拉動(dòng)；（2）在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；（3）滑動(dòng)摩擦力跟接觸面粗糙程度的關(guān)系；（4）不可靠；沒(méi)有控制壓力大小不變；（5）不需要控制木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，方便實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)也便于讀數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，考查了學(xué)生對(duì)控制變量法的理解和應(yīng)用，題目很典型．