解:實驗中,把鐵塊平放在木板上,用彈簧測力計水平拉動鐵塊,只有使其做勻速直線運動時,拉力與摩擦力才是一對平衡力,這樣才能通過彈簧測力計的示數(shù)讀出摩擦力的大。
(1)結(jié)合圖片,分析表格可知,第3次實驗中,壓力增大了一倍,彈簧測力計的示數(shù)為10N,因為摩擦力與拉力平衡,所以摩擦力的大小也應為10N;
(2)結(jié)合圖片和表格中的數(shù)據(jù)可以看出,1、3兩次實驗中接觸面的粗糙程度、接觸面積都是相同的,只有壓力的大小不同,進而造成最終摩擦力的大小也不同,由此可得出“壓力越大,所受的摩擦力也越大”的結(jié)論.
(3)結(jié)合圖片比較1、2兩次實驗可知,壓力和接觸面的粗糙程度均相同,只有接觸面積不同,最終摩擦力的大小也相同,故可得出結(jié)論:摩擦力的大小與接觸面積無關(guān).
(4)依次分析四次改進方案可知:
方案A,不足之處:拉動彈簧測力計時,不易控制其做勻速運動;
方案B,不足之處:彈簧測力計向下拉,因測力計自身有重力,會影響最終讀數(shù)的結(jié)果;
方案C、不足之處:砝碼的質(zhì)量一般都是整數(shù),不能靈活調(diào)節(jié)其大;
方案D,不足之處:物體剛被拉動時和開始做勻速直線運動時摩擦力大小不同,小桶中的沙子重量無法及時調(diào)節(jié).
其他改進這方案:如圖,將木板放在水平桌面上,用線通過彈簧測力計水平地拉住木塊,水平拉木板,當木塊靜止時,彈簧測力計的示數(shù)就等于滑動摩擦力的大。朔桨傅膬(yōu)點在于:木塊與彈簧測力計保持不動,拉動木塊的速度基本不會影響彈簧測力計的讀數(shù),使讀數(shù)更穩(wěn)定、準確.
故答案為:勻速直線;
(1)10;
(2)1、3;
(3)摩擦力的大小與接觸面積無關(guān);
(4)A;拉動彈簧測力計時,不易控制其做勻速運動;
改進方案:如上圖,將木板放在水平桌面上,用線通過彈簧測力計水平地拉住木塊,水平拉木板,當木塊靜止時,彈簧測力計的示數(shù)就等于滑動摩擦力的大。
分析:在探究摩擦力大小與哪些因素有關(guān)的實驗中,只有拉動物體做勻速直線運動時,拉力與摩擦力才是一對平衡力,此時才能通過彈簧測力計讀出摩擦力的大。
(1)因為摩擦力與拉力是一對平衡力,根據(jù)表中彈簧測力計示數(shù)的大小,可得出第3次實驗中摩擦力的大小;
(2)若要得出“壓力越大,所受的摩擦力也越大”的結(jié)論,須選擇其它條件相同,只改變壓力大小的兩次實驗進行比較,據(jù)此結(jié)合圖片可做出選擇;
(3)比較1、2兩次實驗可以看出,壓力不變,接觸面的粗糙程度不變,只有接觸面積發(fā)生了變化,根據(jù)表中摩擦力的大小可判斷摩擦力與接觸面積是否有關(guān);
(4)每一個改進方案都是為了達到使測力計示數(shù)更穩(wěn)定,讀數(shù)更準確的目的,針對這一目標的達成情況,可分別做出分析,對其優(yōu)劣進行評估,并提出自己的改進方案.
點評:本題主要圍繞探究摩擦力大小的影響因素這一實驗,考查了實驗中的基本原理(二力平衡),兩種重要的實驗方法(控制變量法、轉(zhuǎn)換法),實驗數(shù)據(jù)的分析與結(jié)論的得出等.尤其是對實驗方案的改進,能對所提供的四個改進方案進行有針對性的評估,并提出更加合理的改進方案,是順利完成本題的難點.考查內(nèi)容全面,有較大的深度,具有一定的挑戰(zhàn)性.