题目内容

在探究摩擦力大小跟哪些因素有关时，小明选了两块相同的1kg长方体铁块做了如图的系列实验．以下是部分实验步骤．（g取10N/kg）

第1次：把铁块平放在木板上，用弹簧测力计水平拉动铁块，使铁块做______运动（图甲），读出弹簧测力计的示数，并记入下表中；
第2次：把铁块侧放在木板上，用同样的方法拉铁块（图乙），记下相应的示数；
第3次：把两块相同铁块叠在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉铁块（图丙），记下相应示数．
（1）将表格内的数据填写完整；

实验次数	铁块对木板的压力/N	弹簧测力计的示数/N	摩擦力/N
1	10	5	5
2	10	5	5
3	20	10	______

（2）实验完成后，比较第______两次的实验数据，发现：压力越大，所受的摩擦力也越大
（3）比较第1、第2两次实验数据，可以初步得出的结论是：______．
（4）小明发现实验中测力计的示数不稳定，对于解决这一问题，他与同学小红、小华、小刚讨论后，各提出一个改进方案，如下：请你从以下四处方案中任选一个，试对其优劣进行评估．

你选的方案是：______，不足之处是：______．
你有什么更好的办法吗？试写改进方案．

【答案】分析：在探究摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，只有拉动物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力才是一对平衡力，此时才能通过弹簧测力计读出摩擦力的大小；
（1）因为摩擦力与拉力是一对平衡力，根据表中弹簧测力计示数的大小，可得出第3次实验中摩擦力的大小；
（2）若要得出“压力越大，所受的摩擦力也越大”的结论，须选择其它条件相同，只改变压力大小的两次实验进行比较，据此结合图片可做出选择；
（3）比较1、2两次实验可以看出，压力不变，接触面的粗糙程度不变，只有接触面积发生了变化，根据表中摩擦力的大小可判断摩擦力与接触面积是否有关；
（4）每一个改进方案都是为了达到使测力计示数更稳定，读数更准确的目的，针对这一目标的达成情况，可分别做出分析，对其优劣进行评估，并提出自己的改进方案．
解答：解：实验中，把铁块平放在木板上，用弹簧测力计水平拉动铁块，只有使其做匀速直线运动时，拉力与摩擦力才是一对平衡力，这样才能通过弹簧测力计的示数读出摩擦力的大小．
（1）结合图片，分析表格可知，第3次实验中，压力增大了一倍，弹簧测力计的示数为10N，因为摩擦力与拉力平衡，所以摩擦力的大小也应为10N；
（2）结合图片和表格中的数据可以看出，1、3两次实验中接触面的粗糙程度、接触面积都是相同的，只有压力的大小不同，进而造成最终摩擦力的大小也不同，由此可得出“压力越大，所受的摩擦力也越大”的结论．
（3）结合图片比较1、2两次实验可知，压力和接触面的粗糙程度均相同，只有接触面积不同，最终摩擦力的大小也相同，故可得出结论：摩擦力的大小与接触面积无关．
（4）依次分析四次改进方案可知：
方案A，不足之处：拉动弹簧测力计时，不易控制其做匀速运动；
方案B，不足之处：弹簧测力计向下拉，因测力计自身有重力，会影响最终读数的结果；
方案C、不足之处：砝码的质量一般都是整数，不能灵活调节其大小；
方案D，不足之处：物体刚被拉动时和开始做匀速直线运动时摩擦力大小不同，小桶中的沙子重量无法及时调节．
其他改进这方案：如图，将木板放在水平桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，水平拉木板，当木块静止时，弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小．此方案的优点在于：木块与弹簧测力计保持不动，拉动木块的速度基本不会影响弹簧测力计的读数，使读数更稳定、准确．

故答案为：匀速直线；
（1）10；
（2）1、3；
（3）摩擦力的大小与接触面积无关；
（4）A；拉动弹簧测力计时，不易控制其做匀速运动；
改进方案：如上图，将木板放在水平桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，水平拉木板，当木块静止时，弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小．
点评：本题主要围绕探究摩擦力大小的影响因素这一实验，考查了实验中的基本原理（二力平衡），两种重要的实验方法（控制变量法、转换法），实验数据的分析与结论的得出等．尤其是对实验方案的改进，能对所提供的四个改进方案进行有针对性的评估，并提出更加合理的改进方案，是顺利完成本题的难点．考查内容全面，有较大的深度，具有一定的挑战性．