Question

小明同学想探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”．他首先进行了两方面的猜想．然后根据实验室提供下列器材：A、带钩的长方体木块  B、带钩的正方体木块   C、表面平整的长木板  D、棉布  E、直尺  F、弹簧测力计  G、几支圆铅笔  H、砝码．在水平桌面上按照下图所示进行实验验证猜想：
1）根据小明同学的实验情况，你认为他的猜想是：摩擦力的大小与

 

和

 

有关．

实验次数	接触面	压力	弹簧测力计的读数
1（甲）	木板面	20N	3.6N
2（乙）	木板面	25N	6.6N
3（丙）	棉巾面	20N	5.6N

（2）下表是小明的数据记录表格，请帮助小明完成表中数据记录：
①比较第1、2次实验得出结论：

 

②比较第1、3次实验得出结论：

 

．
（3）上面的实验过程中，要求弹簧测力计拉着木块在水平面上必须做

 

运动，理由是：这样做弹簧测力计的拉力和摩擦力才是一对

 

．弹簧测力计的示数和木块受到的摩擦力的大小才是相等的．但是在做实验的过程中，小明发现很难控制弹簧测力计做匀速运动，于是他对实现进行了如图3所示的改进，将弹簧测力计如图固定在桌子一端，木块压到木板面上向右水平拉动木板面．你认为他能达到目的吗？

 

．理由是：

 

．

Answer 1

分析：（1）影响滑动摩擦力的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度，因此，在进行实验时，应根据控制变量法的要求，在控制其中一个变量的情况下，探究滑动摩擦力的大小与另一个变量的关系，在得出结论时，也同样要注意对控制变量的描述．
（2）滑动摩擦力是产生在物体接触面上的力，因此，在测量时应运用转换法，通过二力平衡的原理，借助弹簧测力计的拉力将其测出．因此，在拉动木块时要求沿水平方向做匀速直线运动，使拉力与摩擦力成为一对平衡力．

解答：解：（1）第一、二次实验中接触面的粗糙程度相同，压力不同，而第一、三次实验中压力相同，接触面的粗糙程度不同，说明是为了研究滑动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关．
（2）①在1、2次实验中，接触面的粗糙程度相同，压力不同，弹簧测力计的示数不同，由此可得出结论：接触面粗糙程度相同，压力越大，滑动摩擦力越大；
②在1、3次实验中，压力的大小相同，接触面的粗糙程度不同，弹簧测力计的示数不同，由此可得出结论：压力大小相同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）①为了使拉力与摩擦力成为一对平衡力，实验时，应用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，此时摩擦力的大小可从弹簧测力计示数得出；
②拉动木板时，木块受到向右的摩擦力，由于木块相对地面静止，则摩擦力与弹簧秤测力计的拉力是一对平衡力．压力不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，实验时不必保持匀速直线运动，但是弹簧测力计相对地面处于静止状态，弹簧测力计示数稳定，便于读数，使读数更准确．
故答案为：（1）压力大小；接触面的粗程度；
（2）①接触面粗糙程度相同，压力越大，滑动摩擦力越大；
②压力大小相同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）匀速直线；平衡力；能；拉动的是木板，弹簧测力计与木块相对静止，此时读数更准确．

点评：本题所考查的实验是最典型的利用转换法和控制变量法来进行实验探究的实验，在“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，除了上述两种物理研究方法外，我们还应重点掌握两方面的内容，一是二力平衡原理在本实验过程中的运用，二是熟记影响滑动摩擦力大小的两个因素．