Question

17．如图为探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验

①比较甲图和乙图所示实验，说明摩擦力大小与作用在物体表面的压力有关；
②比较甲图和丙图所示实验，说明在压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大；
③在做以上实验时，一定要让测力计匀速直线拉动木块，测力计测量的是拉力，根据二力平衡的条件，可知该力与摩擦力大小相等，这种实验方法叫转换法；而在①②的探究中，又用到了控制变量法；
④在进行乙图中实验时，改变放在木块上的砝码，通过多次实验得到摩擦力F_摩与作用在物体表面的压力F_压的关系图线如丁图所示，由图可知：当木块与砝码的总重力为4N时，木块在长木板上滑动时受到的摩擦力为1 N，若此时弹簧测力计的读数为2.5N，则木块将做加速运动．实验中，摩擦力与压力的关系是：F_摩=0.25F_压．

Answer 1

分析 ①要探究摩擦力大小与压力的关系，需使接触面的粗糙程度相同，压力大小不同；
②比较乙图和丙图，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，分析可得摩擦大小与接触面粗糙程度的关系；
③所谓“转换法”，主要是指在保证效果相同的前提下，将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象；
将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题；将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法；
所谓“控制变量法”，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决；
④根据图象中压力和摩擦力的数据，找出其关系；物体在平衡力的作用下保持匀速直线运动，如果受的不是平衡力，拉力大于摩擦力，物体将改变运动状态．

解答 解：①要研究摩擦力的大小与作用在物体表面的压力的关系，必须控制接触面的粗糙程度不变，改变压力，所以应选择甲图和乙图．
②比较甲图和丙图所示的实验，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，且接触面越粗糙，摩擦力越大．
③实验时为了测出滑动摩擦力大小，应使弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动，虽然弹簧测力计的示数是拉力，
但此时摩擦力和拉力是一对平衡力，根据二力平衡的条件，可知此时拉力大小与滑动摩擦力大小相等，
虽然弹簧测力计的示数是拉力，不是摩擦力，但是摩擦力等于这一数值，这种实验方法叫转换法；
研究摩擦力大小与压力的关系时，应控制接触面粗糙程度不变；
研究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时，应控制压力大小不变；
故在①②的探究中，又用到了控制变量法．
④当木块与砝码的总重力为4N时，即F_压=4N，由丁图知，其对应的摩擦力F_摩=1N．
若弹簧测力计的拉力为2.5N时，木块受的力不再是平衡力，拉力大于摩擦力，则木块将做加速运动．
其它条件相同，由图象可知，$\frac{{F}_{摩}}{{F}_{压}}$=$\frac{2N}{8N}$=0.25，则F_摩=0.25F_压．
故答案为：①乙；
②压力；粗糙；
③匀速；拉；二力平衡；大小相等；转换；控制变量；
④1；加速；0.25．

点评 此题主要考查的是学生对摩擦力影响因素实验的理解和掌握，注意转换法和控制变量法的运用，同时考查了学生对图象的分析处理能力，是中考热点题型．