Question

滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关，还与接触面的粗糙程度有关．请你设计一个简单实验，验证滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关．实验仪器除了有长木板，还有质量相同的铁块、铝块和木块各一块，每个物块上都固定有一个可用于牵引的金属小钩．要求设计的实验具有可行性，要符合安全规则．
（1）实验还需要的器材是：________．（只能再选择一个）
（2）实验步骤：________．
（3）实验分析与结论：________．

Answer 1

解：（1）控制接触面的粗糙程度，可以选则铁块、铝块、木块中的任何一个与长木板接触，并且在后面的操作中，保持接触面不变；
（2）通过往上面叠加其它物块改变压力的大小，注意每次弹簧测力计都要匀速拉动最底下的那个物块运动；
（3）比较弹簧测力计的示数，来分析滑动摩擦力的大小的变化．
故答案为：（1）弹簧测力计；
（2）步骤：
①将木块放在长木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数F₁；
②将铁块放在木块上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数F₂；
③再将铝块叠放在铁块上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数F₃；
（3）分析与结论：接触面的粗糙程度一定，改变接触面上所受的压力，摩擦力大小改变，说明滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关．
分析：（1）测量摩擦力用到的测量工具是弹簧测力计；
（2）本实验设计的关键是如何控制接触面的粗糙程度和接触面积不变，改变压力的大小，通过弹簧测力计的示数变化分析摩擦力的变化；
（3）观察记录三次弹簧测力计的示数，如三次示数相同，说明摩擦力与压力大小无关；如三次示数逐渐增大，说明压力越大，摩擦力越大．
点评：摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，本题属于设计性实验探究题，考查学生的设计实验能力，解题的关键是如何运用控制变量法的思想控制实验中的变量．