Question

为探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关，小明设计了如图甲所示的实验．
（1）利用弹簧测力计测摩擦力的实验原理是：________．
（2）在探究滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关时，小明先后用大、小木块按照图甲所示的方法进行对比实验．小明做法的错误之处是：________．
（3）在研究此问题时，小红设计的实验如图乙所示，弹簧测力计一端固定，另一端勾住长方形木块，木块下面是一长木块，实验时拉动长木板，然后读出弹簧测力计的示数，即可测出木块和木板间的摩擦力．小明看了小红的实验后，认为小红设计的实验优于自己设计的实验．对此，请你分析小红做法的优点是：________．

Answer 1

解：（1）将摩擦力转换为弹簧测力计的拉力来进行测量，这里是利用了二力平衡的原理；
（2）影响摩擦力大小的因素主要有压力大小和接触面的粗糙程度，小明的操作中大小不同的木块对接触面产生的压力是不同的，因此，不符合控制变量法的要求，正确的做法是应控制压力的大小相等；
（3）比较甲、乙两次实验的过程和效果可以看出，甲图中较难保持木块做匀速直线运动，因此，弹簧测力计的示数较难准确读出，乙图中木块和弹簧测力计相对静止，下方长木板拉动的速度不会影响摩擦力的大小，因此，示数会更稳定，更易于读数．
故答案为：
（1）二力平衡；
（2）大小木块对地面压力不相等；
（3）滑动摩擦力与速度无关，不管木板抽出速度如何变化，木块与木板间的摩擦力不变，弹簧测力计指针不会发生抖动，便于正确读出摩擦力．
分析：（1）摩擦力作用在物体的接触面，无法直接进行测量，因此，在本实验中采取转换法，利用二力平衡的原理，当物体处于平衡状态时，弹簧测力计的拉力就等于摩擦力；
（2）根据控制变量法的要求，要研究摩擦力大小与接触面积大小的关系时，应控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，据此进行分析；
（3）本实验中，想保持木块做匀速直线运动比较难，因此，弹簧测力计的示数不容易稳定，影响测量结果，解决的方案就是想办法使木块要么做匀速直线运动，要么相对静止，据此可分析新方案的优点．
点评：在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，有几个点是我们应该重点掌握的，一是转换法和二力平衡原理的运用，即通过测拉力得出摩擦力；二是控制变量法的运用，也就是实验中每次只能研究其中的一个量，而控制其它量不变；三是为了测量准确而采取的改进方案，也是值得我们学习和借鉴的．