Question

同学们以“探究摩擦力大小与哪些因素有关”为课题进行了如下探究：如图所示，下表是某小组同学利用长木板、毛巾、2块完全相同的带钩木块、弹簧测力计等器材，在实验探究时得到的一组实验数据：

实验次数	与木块的摩擦面	木块的放置方式	弹簧测力计的示数/N
1	木板表面	一木块平放	1.8
2	木板表面	一木块平放	2.9
3	毛巾表面	一木块平放	2.4
4	木板表面	两木块叠放	3.6

（1）你认为表中哪个数据是不合理的，

第2

次数据；正确使用测力计的情况下，造成这个错误的可能原因是

没有匀速拉动木块造成的

（2）分析第1和第4两次实验数据，得出的结论是

接触面的粗糙程度

相同时，

压力

越大，滑动摩擦力越大．分析

1和3

两次的实验数据，还可以得到与（2）不同的结论是：

压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大

．
（3）小丽同学提出了一个问题：摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢？然后她将木块沿竖直方向截取一半后，测得木块所受摩擦力变为原来的一半，她由此得出：摩擦力的大小随接触面积的减小而减小，你认为她的探究过程存在的缺陷是

没有控制变量（或没有控制压力不变）

．
要“探究摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关”应该选择一个

长方体

（填“长方体”或“正方体”）木块，至少需要通过做

2

次实验才能得出较为准确的结论．

Answer 1

分析：（1）滑动摩擦力大小的影响因素有：压力大小、接触面的粗糙程度，压力和接触面的粗糙程度都相同时摩擦力的大小应该相同，由二力平衡条件知木块匀速直线运动时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）利用控制变量法，找出相同量和不同量，得出结论；要得到滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系应控制压力的大小不变，分析数据得出结论；

解答：解：
（1）分析1、2两次实验可知，实验条件相同，弹簧测力计的示数应该不变，因此必定有一个出现了问题，再与实验3的结果相比较可以看出，第2次实验的2.9N显然是偏大了，造成这一结果的原因，可能是由于没有匀速拉动木块造成的；
（2）第1和第4两次实验中，接触面相同，木块的压力不同，弹簧测力计的示数不同，因此可得出在接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大；
分析第1次和第3次实验数据可知，压力相同，接触面的粗糙程度不同，弹簧测力计的示数不同，且接触面越粗糙摩擦力越大，故可得结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）根据控制变量法的要求，在研究摩擦力大小与接触面积大小是否有关时，应保持压力、接触面的粗糙程度不变，因此，小丽的设计明显违背了控制变量法的要求；最简便的做法是选择一个长方体木块，这样在压力不变的情况下，可通过改变不同的侧面来改变接触面积的大小，至少通过两次实验，可得出相应的结论．
故答案为：
（1）第2；没有匀速拉动木块造成的；
（2）接触面的粗糙程度；压力；1和3；压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）没有控制变量（或没有控制压力不变）；长方体；2．

点评：理解和运用控制变量法，是解决此题中多个问题的关键，对此题中牵扯到了三个因素，我们一定要明确摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关，与接触面积的大小无关．同时，在分析实验数据时，还要一定要特别注意如果不能匀速拉动弹簧测力计，可能对测量结果造成的影响．