Question

在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们已经得知滑动摩擦力和接触面粗糙程度、压力的关系，有人还猜想滑动摩擦力：
A．与物体运动的速度大小有关
B．与物体间的接触面积大小有关
C．与木块的形状有关
器材：一个较长且光滑程度一致的木板、一个带钩的长方体木块（各个面粗糙程度相同）、弹簧测力计．
一位同学只用弹簧测力计匀速拉动木块在水平放置的木板上进行三次实验，如图所示．实验数据如下表所示：

次数	木块放置方式	木块运动情况	弹簧测力计示数
1	平放	慢速	1.2N
2	平放	中速	1.2N
3	平放	快速	1.2N

（1）实验中应将弹簧测力计沿______方向拉动木块，使木块在水平面上做______运动；
（2）由表中数据可以知：他在验证猜想______（填序号），结论是______．
（3）另一位同学想验证滑动摩擦力是否和接触面积有关时，将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受摩擦力变为原来的一半．他由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面的减小而减小．你认为他的探究过程中存在的问题是：______；你改进后的操作是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）实验中研究的是木块受到的滑动摩擦力的大小，弹簧测力计测量的是木块的受到的拉力，只有木块在水平方向上做匀速直线运动时拉力的大小才等于摩擦力；
（2）对比表中数据，分析其中的相同因素和不同因素，根据控制变量法的思路就可以得出不同的结论；
（3）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，探究滑动摩擦力大小跟接触面积大小的关系时，控制压力大小和接触面粗糙程度不变．
解答：解：（1）用弹簧测力计匀速拉动木块时，木块在水平方向上做匀速直线运动受到的力是平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小；
（2）表中木块与木板的接触面的粗糙程度相同，木块运动的速度不同，所以研究的是摩擦力大小与速度大小的关系，验证的是猜想A；
在表中，弹簧测力计的示数都为1.2N，即摩擦力相等，说明滑动摩擦力与物体运动的速度大小无关；
（3）因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时，应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变，小华将木块沿竖直方向截去一半后，虽然接触面的粗糙程度没变，但木块对接触面的压力减小了一半，所以得出了错误的结论．
解决这一问题最简单的办法是：让木块侧放在木板上做匀速直线运动，与前面平放对比得出结论．
故答案为：（1）水平；匀速直线；（2）A；滑动摩擦力与物体运动的速度大小无关；（3）没有控制压力大小不变；让木块侧放在木板上做匀速直线运动．
点评：（1）研究摩擦力的实验中考中经常考，本题属于比较常规的实验，来源于课本插图．这就要求学生对课本上每一个插图所蕴含的信息熟练掌握；
（2）本题也是控制变量法思想的应用，明确变量和不变量是解题的关键．