Question

16．如图，水平桌面上放有质量相等的铁块A和铁块B，（铁块A的下表面比铁块B的下表面大）小王同学想利用一个量程足够大的弹簧秤，并运用所学的有关摩擦力和二力平衡的知识来探究哪块铁的下表面更光滑．
以下是他设计的实验方案中的前两个步骤：
①用弹簧秤拉着铁块A在水平桌面上做匀速直线运动，读出弹簧秤的示数，记为F_l．
②用弹簧秤拉着铁块B在同一水平桌面上做匀速直线运动，读出弹簧秤的示数，记为F₂．
（1）用弹簧秤拉着铁块在水平桌面上运动时，要让它们始终保持匀速直线运动状态的目的是使拉力和摩擦力是一对平衡力．
（2）实验结果如表所示，比较两次弹簧秤示数的大小，分析后可知铁块A的下表面更光滑，判断的依据是铁块A受到的摩擦力小．

拉力	F1	F2
弹簧秤示数	4牛	5牛

（3）小刘同学认为上述的探究方案并不科学，因为铁块A的下表面与铁块B的下表面不相等，所以还无法判断哪块铁的下表面更光滑．你认为小刘同学的依据是什么？没有控制接触面的面积相同．

Answer 1

分析 （1）物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，则摩擦力与拉力相等，采用的是转换法，本实验中就是利用这一原理和方法来测出摩擦力大小的；
（2）实验中控制压力相等，根据弹簧测力计的示数判断摩擦力的大小，进一步判断接触面的粗糙程度；
（3）根据控制变量法进行分析．

解答 解：
（1）测滑动摩擦力大小时，要用弹簧测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，使拉力和摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，物体所受滑动摩擦力的大小等于此时弹簧测力计的示数；
（2）由题知，实验中两铁块的质量相等，则两铁块对接触面的压力相同，而接触面的粗糙程度不同；
由表格数据可知，拉铁块A时弹簧测力计的示数较小，则铁块A受到的摩擦力小，说明铁块A的下表面更光滑；
（3）小刘同学认为上述的探究方案并不科学，他认为滑动摩擦力可能与接触面积有关，所以，在探究哪块铁的下表面更光滑时，应控制压力大小和接触面的面积相同，而上述实验中没有控制接触面的面积相同．
故答案为：（1）使拉力和摩擦力是一对平衡力；
（2）铁块A；铁块A受到的摩擦力小；
（3）没有控制接触面的面积相同．

点评 在多变量的探究实验中，一定要注意控制变量法的运用，即：保持被研究变量不同，而控制其他因素一定；控制变量法是初中阶段的一个重要思想方法，在大部分的实验或探究类试题中都会涉及，应熟练掌握．