Question

8．为了探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关，小明同学在老师的指导下，做了一系列实验，以下是部分实验步骤（实验过程中，保持长木板水平）：

第1次：把木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动（如图甲），读出弹簧测力计的示数，并记录下表中．
第2次：把木块侧放在长木板上，用同样的方法拉木块（如图乙），记下相应的示数．
第3次：把两块相同木块叠在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉木块（如图丙），记下相应的示数：
（1）若已知木块质量为2kg，请你帮助小明填全表格内的数据；
（2）比较1、2两次实验数据，可说明滑动摩擦力的大小与接触面积无关；
（3）比较第1、3两次实验数据，可以初步得出的结论是滑动摩擦力的大小与压力的大小有关．压力越大，摩擦力也越大．

实验次数	木块对木板的压力/N	弹簧测力计的示数/N	摩擦力/N
1	20	4.0	4.0
2		4.0
3		8.0

（4）在实验过程中，小明应用了“控制变量法”，在第1次和第2次小明控制的物理量分别是压力大小和接触面的粗糙程度．也用到了“转换法”，小明根据二力平衡条件把弹簧测力计数示大小转换成摩擦力的大小．

Answer 1

分析 （1）（4）探究滑动摩擦力大小时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力大小，使木块进行匀速直线运动．
知道质量，根据G=mg求出重力，木块放在水平面上，压力等于重力．
（2）（3）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟受力面积大小无关．
根据控制变量法，接触面粗糙程度不变时，压力增大，弹簧测力计示数增大，滑动摩擦力示数增大．

解答 解：（1）木块进行匀速直线运动，木块水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用，这两个力是一对平衡力，大小相等．
每一个木块的重力为：G=mg=2kg×10N/kg=20N，
两个木块的重力为40N，
所以实验1、2、3的压力分别为：20N、20N、40N．
滑动摩擦力等于拉力大小，所以实验1、2、3的滑动摩擦力分别为：4.0N、4.0N、8.0N．

实验次数	木块对木板的压力/N	弹簧测力计的示数/N	滑动摩擦力/N
1	20	4.0	4.0
2	20	4.0	4.0
3	40	8.0	8.0

（2）研究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系时，要控制压力大小相同，故比较1、2两次实验数据，可说明滑动摩擦力的大小与接触面积无关；
（3）比较第1、3两次实验数据，可以初步得出的结论是：在滑动摩擦力的大小与压力的大小有关．压力越大，摩擦力也越大；
（4）在实验过程中，小明应用了“控制变量法”，在第1次和第2次小明控制的物理量分别是压力大小和接触面的粗糙程度．也用到了“转换法”，小明根据二力平衡条件把弹簧测力计示数大小转换成摩擦力大小．
故答案为：（1）如上所示；
（2）1、2；
（3）滑动摩擦力的大小与压力的大小有关．压力越大，摩擦力也越大
（4）压力；  接触面的粗糙程度； 二力平衡；弹簧测力计数示大小；   摩擦力的大小．

点评 本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理及控制变量法的运用，体现了对过程和方法的考查．