Question

18．小聪同学在“探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验中，采用了如下实验方法：将长木板放在水平桌面上，木块放在长木板上，将测力计的一端固定在桌子左侧的挡板上，另一端沿水平方向钩住木块，再用细线拉着长木板向右运动．（实验装置及条件的变化如图甲、乙、丙所示）

（1）实验中，测力计测出的是长木板与接触面（长木板或毛巾）之间的摩擦力，其理论依据是测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力为平衡力，其大小相等．
（2）比较甲、乙两图的测力计示数可知：木块与长木板间压力越大，摩擦力越大．
（3）实验中是否要求长木板一定做匀速直线运动？答：不一定（填“一定”或“不一定”）．

Answer 1

分析 （1）实验中研究的是木块和木板之间滑动摩擦力的大小，弹簧测力计测量的是木块受到的拉力，弹簧测力计的拉力大小与木块受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等；
（2）要得出压力越大，摩擦力越大的结论，必须控制接触面的粗糙程度相同，压力的大小不同；要得出接触面越粗糙，摩擦力越大的结论，必须控制压力的大小相同，接触面的粗糙程度不同．
（3）拉动长木板时，滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟物体的运动速度是否匀速没有关系，并且弹簧测力计示数是静止的容易读数．

解答 解：（1）弹簧测力计测量的是木块受到的拉力，由于实验中要拉动物体做匀速直线运动，所以弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力，即摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小；
（2）甲、乙两图实验中木块和木板接触面的粗糙程度相同，乙图中木块的上方增加了一个砝码压力增大了，所以研究的是摩擦力大小与压力大小的关系；
（3）实验中即使没有拉动木板做匀速直线运动，物体与弹簧测力计也始终处于静止状态，受到的拉力与摩擦力平衡，大小相等．
故答案为：（1）长木板；测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力为平衡力，其大小相等；（2）甲、乙；（3）不一定．

点评 （1）滑动摩擦力实验的改进，学生不容易理解，理解的关键在于滑动摩擦力大小跟压力大小、接触面粗糙程度有关，跟物体是否做匀速直线运动无关；
（2）本题也是控制变量法思想的应用，明确变量和不变量是解题的关键．