Question

滑动摩擦力在研究相关物体运动情况时起着重要的作用，通过实验探究已知滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关，也与接触面之间的压力有关，有些同学猜想滑动摩擦力可能还与接触面的大小有关，请你从以下器材中选出部分器材，设计一个实验对此猜想进行检验．
器材：A：斜面　 B：带钩的正方体木块　 C：带钩的长方体木块　　D：表面平整的长木板 　E：弹簧测力计　　 F：几条毛巾　 J：直尺 　 H：硬纸板　　I：秒表
探究课题：______．　　 猜想或假设：______．
设计实验并进行：
（1）你所选的实验器材（用器材前面的字母表示）______．
（2）简述主要的实验步骤______．
（3）实验记录表格：
（4）分析与论证：如果猜想不正确（或正确），则在上述的实验中，会看到______．

Answer 1

解：从题意中已经获取信息，滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，从所提供的器材中可以猜想滑动摩擦力可能还与接触面的大小有关（或无关）；
（1）猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面积有关，必须控制接触面的粗糙程度和对接触面的压力相等，但必须每一次的接触面积不同的物体，故取一个长方体，然后让这个长方体在长木板上做匀速直线运动，为了使得实验数据不具有偶然性，还需要多做几次，所以还需要几块长毛巾；
（2）根据控制变量法进行实验，其实验步骤如：
A：将长方体木块平放在长木板上，用弹簧测力计拉着长方体木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数，记为F₁；
B：将木块侧放在长木板上，用弹簧测力计拉着长方体木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数，记为F₂；
C：将长方体木块竖放在长木板上，用弹簧测力计拉着长方体木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数，记为F₃；
D：比较F₁与F₂与F₃，若F₁=F₂=F₃，则滑动摩擦力与接触面积无关；
若F₁≠F₂≠F₃，则滑动摩擦力与面积有关．
将长木板铺上毛巾后再重复上述实验．
（3）在探究实验中，改变接触面积，记录弹簧测力计的示数，故数据表格设计如下：

实验次数	木块的放置方式	弹簧测力计的示数
1	平放
2	侧放
3	立放

（4）从实验探究中可知，滑动摩擦力的大小与物体的接触面积无关，所以观察到的实验现象是每一次弹簧测力计的示数相等．
故答案为：答：与滑动摩擦力还可能有关的因素；滑动摩擦力可能还与接触面的大小有关（或无关）（1）CDEF（或ACF）；
（2）A：将长方体木块平放在长木板上，用弹簧测力计拉着长方体木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数，记为F₁；
B：将木块侧放在长木板上，用弹簧测力计拉着长方体木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数，记为F₂；
C：将长方体木块竖放在长木板上，用弹簧测力计拉着长方体木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数，记为F₃；
D：比较F₁与F₂与F₃，若F₁=F₂=F₃，则滑动摩擦力与接触面积无关；
若F₁≠F₂≠F₃，则滑动摩擦力与面积有关．
将长木板铺上毛巾后再重复上述实验．
（3）见解析部分中的（3）；（4）每一次弹簧测力计的示数相等
分析：从题意中已经获取信息，滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，从所提供的器材中可以猜想滑动摩擦力可能还与接触面的大小有关（或无关）；
（1）探究时，采用一个物体的接触面积可以改变的长方体在长木板上做匀速直线运动，故还需弹簧测力计、几条长毛巾；
（2）设计实验步骤时，根据控制变量法设计出实验步骤和（3）中的数据表格；
（4）经过实验探究可知，滑动摩擦力的大小与物体的接触面积无关，故每一次弹簧测力计匀速直线匀速时弹簧测力计的示数相等．
点评：滑动摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，在此基础上探究滑动摩擦力和接触面大小的关系时，保证压力大小和接触面的粗糙程度不变，改变接触面的大小，比较滑动摩擦力的大小得出结论．从中培养了学生设计实验的能力．