Question

13．小华总结两年来所做的物理探究实验发现．
（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来．如图所示实验是让木块在水平面上做匀速直线运动，通过读取弹簧测力计上的示数间接知道摩擦力的大小．根据二力平衡知识可知，木块所受的滑动摩擦力为2.8N．
（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用控制变量法．如图所示实验研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变压力，同时保持接触面的粗糙程度不变；
（3）小华将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半．他由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．你认为他的探究过程中存在的问题是没有保持压力不变．

Answer 1

分析 （1）做匀速直线运动的物体受到的力平衡力，此实验的思路是让木块保持匀速直线运动．利用二力平衡的条件，通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小；
弹簧测力计的读数，观察每一个大格和每一个小格代表的示数，从小数字读向大数字；
（2）物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．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，这种方法叫做控制变量法；
（3）滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，所以在设计、分析实验时要运用控制变量的思想．

解答 解：
（1）用弹簧测力计水平向左拉动木块，使其作匀速直线运动时，则木块水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用，这两个力平衡力，根据二力平衡条件，滑动摩擦力大小等于拉力大小；
弹簧测力计的每一个大格代表1N，每一个小格代表0.1N，所以f=F=2.8N；
（2）当要研究某个物理量与多个因素的关系时，一般要采用控制变量法；
在探究滑轮摩擦力与什么因素有关的实验中，要研究滑动摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变压力，同时保持接触面的粗糙程度不变；
（3）因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时，应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变，小华将木块沿竖直方向截去一半后，虽然接触面的粗糙程度没变，但木块对接触面的压力减小了一半，所以得出了错误的结论．
故答案为：（1）匀速直线；二力平衡；2.8；（2）控制变量；压力；（3）没有保持压力不变．

点评 能否正确使用控制变量法进行分析实验是解答此题的关键．同时要学会利用二力平衡的条件间接测出摩擦力的方法．