Question

【题目】某同学在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验时，他猜想滑动摩擦力大小与压力大小、接触面的粗糙程度和接触面的面积大小有关．可供选择的器材有：长木板、棉布、毛巾、弹簧测力计各一个．各表面粗糙程度都相同，底面积和质量都不相同的三个木块，钩码若干．
（1）请设计出探究“滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关”的记录实验数据的表格，表中要有必要的信息．
（2）在探究“滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关”时，分别在长木板、棉布和毛巾的表面上做实验，弹簧测力计的示数分别为F木、F棉、F毛且F木＜F棉＜F毛 ， 则可得出的探究结论是：
（3）该同学在探究“滑动摩擦力大小与接触面积的大小是否有关”时，设计的实验方案如下：如图所示，在同一个水平面上，分别水平拉动三个木块做匀速直线运动，观察弹簧测力计的示数．
①该同学实验方案的不合理之处是
②在不增加实验器材的基础上，如何改进实验方案？（一种方法即可）

Answer 1

【答案】
（1）解：如下表所示：

实验次数	接触面粗糙程度	接触面积	压力	弹簧测力计示数F/N	摩擦力f/N
1	相同	相同	大
2			中
3			小

（2）滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
（3）没有控制压力不变；选择其中一个木块，用三个不同侧面在同一木板上做实验
【解析】解：（1）只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小；探究“滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关，应控制接触面的粗糙程度和接触面积大小相同，只改变压力大小，并记下在同一个水平面上分别水平拉动三个木块做匀速直线运动时弹簧测力计的示数，即滑动摩擦力大小．（2）在探究“滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关”时，分别在长木板、棉布和毛巾的表面上做实验，弹簧测力计的示数分别为F木、F棉、F毛且F木＜F棉＜F毛 ， 根据二力平衡条件可知，在木板上、棉布上、毛巾表面上受到的摩擦力大小依次增大，则可得出的探究结论是：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；（3）①该同学在探究“滑动摩擦力大小与接触面积的大小是否有关”时，应控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，只改变接触面积的大小，由图和题意可知，三个木块的底面积和质量都不相同，故该同学实验方案的不合理之处是：没有控制压力不变；②在不增加实验器材的基础上，为控制压力大小相同，又要改变接触面积，改进后的方案为：选择其中一个木块，用三个不同侧面在同一木板上做实验． 所以答案是：（1）如上表所示；（2）滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关（3）①没有控制压力不变；②选择其中一个木块，用三个不同侧面在同一木板上做实验．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用摩擦力大小的影响因素的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握增大摩擦的方法：（1）使接触面更加粗糙（2）增大压力；减小摩擦的方法：（1）把滑动摩擦转变为滚动摩擦可以大大减小摩擦 （2）加润滑油使接触面变光滑也可以减小摩擦．