Question

为了探究滑动摩擦力的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且固定)．

    第一次：把木块水平放在长木板上，用弹簧测力计水平拖拉木块，使木块做匀速直线运动，如图甲所示，读出弹簧测力计的示数，并记入下表中；

第二次：把木块侧放在长木板上，用同样的方法拉木块，如图乙所示，记下相应的示数；

第三次：把两块相同的木块叠放在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉木块，如图丙所示，记下相应的示数．

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
一	20	4.0
二	20	4.0
三		8.0

    (1)请你帮助小明填全表格内的数据；

    (2)比较_______两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积无关；

    (3)比较一、三两次实验数据，可以初步得出的结论是：_________________________．

 

Answer 1

【答案】

(1)如表所示．

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
一	20	4.0	4.0
二	20	4.0	4.0
三	40	8.0	8.0

(2)一、二    (3)在接触面的粗糙程度一定时，滑动摩擦力的大小与物体的压力成正比 

【解析】利用转换法来测量摩擦力时，当物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，此时可通过弹簧测力计的示数得出拉力的大小；

（1）实验2中弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小，为4N；实验3中木块对木板的太力增大了一倍，为40N；

（2）第1、2两次实验是在压力、接触面的粗糙程度都相同的情况下进行的，只改变了接触面积的大小，符合探究的要求；

（3）第1、3两次实验是在接触面不变的情况下，使压力增大了，此时弹簧测力计的示数也增大了．

故答案为：（1）见下表；

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	4
2	20	4	4
3	40	8	8

（2）1和2；

（3）接触面粗糙程度相同，压力越大，滑动摩擦力越大．

思路分析：（1）摩擦力很难直接观察得到，因此，利用转换法的思想，当用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，这样可得到摩擦力的大小；

（2）摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，而与接触面积无关，在探究时，应运用控制变量法，每次只研究其中的一个量，保持其他的量不变．

试题点评：在此类实验中，需要探究的量一般有三个，这里探究了其中的两个，即摩擦力大小与压力大小、接触面积的大小的关系，其中，与压力大小有关，与接触面积的大小无关，这是我们应该熟知的结论；同时，实验中还分别用到了转换法和控制变量法，也是我们应该掌握的物理学的基本研究方法．