Question

在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验中，一些同学做出以下猜想：
猜想A：滑动摩擦力可能与接触面的粗糙程度有关
猜想B：滑动摩擦力可能与接触面间压力大小有关
猜想C：滑动摩擦力可能与物体间接触面积的大小有关
为了检验上述猜想是否正确，某同学选了一块底面与各个侧面粗糙程度均相同的长方体木块，并设计了以下实验方案．

步骤一：把长方体木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动（如图甲）记下此时弹簧测力计的读数．
步骤二：在长方体木块上放上砝码，用弹簧测力计拉木块，使砝码和木块一起沿直线匀速运动（如图乙）比较步骤二与步骤一中弹簧测力计示数的大小．
步骤三：在水平长木板上铺上一棉布，把木块平放在棉布上（不加砝码），用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动（如图丙），比较步骤一与步骤三中弹簧测力计示数的大小．
回答下面的问题：
（1）为什么每次都要拉着木块沿水平方向匀速直线运动？________
（2）设计步骤二并与步骤一中弹簧测力计的示数进行比较，目的是为了检验上述猜想________的正确是否．
（3）为了检验猜想C是否正确，可在上述实验基础上增加一个步骤，写出你所设计的这一实验步骤________．
（4）在上述探究过程中采取的研究方法是________法．

Answer 1

解：（1）弹簧测力计拉动木块进行匀速直线运动时，弹簧测力计显示拉力大小，此时木块受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，所以滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数．
（2）步骤二与步骤一接触面粗糙程度相同，接触面积相同，改变压力大小，探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系，验证猜想B．
（3）猜想C是探究滑动摩擦力大小跟接触面积大小的关系，要控制压力大小和接触面粗糙程度不变，所以把长方体木块侧放在水平长木板上，用弹簧测力计拉木块，使木块沿直线匀速运动，记下此时弹簧测力计的读数，与步骤一中弹簧测力计示数进行比较．
（4）猜想滑动摩擦力大小跟压力大小、接触面积、接触面粗糙程度有关，探究滑动摩擦力大小跟压力大小关系时，控制接触面积和接触面粗糙程度不变；探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度关系时，控制压力大小和接触面积大小不变；探究滑动摩擦力大小跟接触面积大小关系时，控制压力大小和接触面粗糙程度不变．这种方法是控制变量法．
故答案为：（1）使滑动摩擦力等于弹簧测力计示数；（2）B；（3）把长方体木块侧放在水平长木板上，用弹簧测力计拉木块，使木块沿直线匀速运动，记下此时弹簧测力计的读数，与步骤一中弹簧测力计示数进行比较；（4）控制变量．
分析：（1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，当木块进行匀速直线运动时，木块受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，根据平衡力条件判断，滑动摩擦力大小等于拉力大小．
（2）猜测滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度、压力大小、接触面积大小有关，探究滑动摩擦力大小跟其中一个因素关系时，控制其它两个因素不变．
（3）探究滑动摩擦力大小跟接触面积关系时，控制压力大小和接触面粗糙程度不变，用木块平放、侧放、竖放来改变接触面积大小．
（4）一个物理量受多个因素影响时，探究物理量和其中一个因素关系时，控制其它因素不变，这种方法是控制变量法．
点评：掌握滑动摩擦力大小的影响因素，利用控制变量法，探究滑动摩擦力大小跟各因素之间的关系．