Question

【题目】某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时，提出了以下几种猜想：a．与压力的大小有关.b．与接触面积的大小有关．c．与接触面的粗糙程度有关．为了验证以上猜想是否正确，该小组同学利用如图甲所示的装置进行实验，实验数据如表所示．

（1）本实验中滑动摩擦力的大小是由弹簧测力计的示数得出的，要使水平拉力的大小与滑动摩擦力的大小相等，木块必须做________运动．

（2）由序号1、2、3的实验，可得结论________；要验证猜想C，应选择序号是________的三组实验．

（3）根据表格数据判断，图乙中图线________（填“a”或“b”）表示滑动摩擦力f的大小与接触面积S的关系．

（4）在某次研究摩擦力的实验中，小明仍按图甲将木块置于水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，木块的运动状态和弹簧测力计的示数如表所示．由表可知，在第一次试验中，木块受到的摩擦力的大小为________N；在这五次试验中，木块受到的摩擦力大小应该有________次是相同的．

Answer 1

【答案】匀速直线 摩擦力大小与接触面所受的压力有关 1、6、7 b 0.5 3

【解析】

（1）在实验中，只有拉动木块做匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力才相互平衡，大小相等；
（2）分析1、2、3实验数据中的相同点和不同点，比较摩擦力的大小变化是由哪个因素引起的，便可得出结论；要验证猜想C，必须使接触面的粗糙程度不同，其它条件相同；
（3）综合分析实验表格中的数据，分析比较压力或接触面的粗糙程度发生变化时，摩擦力是否发生变化；当接触面积的大小发生变化时，摩擦力大小是否发生变化，从而得出结论。注意控制变量法在此实验中的应用；
（4）二力平衡的条件：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上；滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，跟接触面积，运动速度无关。

（1）要使水平拉力大小与滑动摩擦力的大小相等，木块必须保持匀速直线运动，此时拉力和摩擦力是一对平衡力；

（2）由序号1，2，3的实验，接触面积和接触面的粗糙程度不变，压力大小不断增大，摩擦力也不断增大，可以得出摩擦力大小与接触面所受的压力有关，可以验证猜想A；

根据猜想，要验证猜想C，必须使压力大小和接触面面积相同，而接触面的粗糙程度不同。所以应选择1、6、7；

（3）由表格中数据可以看出，当其它条件不变，只改变压力或接触面的粗糙程度时，摩擦力大小发生变化；而其它条件不变，只改变接触面积的大小时，摩擦力的大小不变。因此可以看出滑动摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与接触面积的大小无关，故图线b表示摩擦力f与接触面积的关系；

（4）第一次和第二次实验，木块保持静止状态但是有运动趋势，水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，两个力是平衡力，大小相等，第一次的静摩擦力是0.5N，第二次的静摩擦力是0.6N；第3、4、5次实验中，压力相同，接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力相同，都等于匀速运动时弹簧测力计的示数，为0.7N，滑动摩擦力跟接触面积、运动速度无关。