Question

4．为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，小明设计了如图a所示的实验．

（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块使其做匀速直线运动，此时，滑动摩擦力的大小等于（选填“大于”、“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数．
（2）在四次实验中，滑动摩擦力最小的是丁（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）．
（3）比较甲、乙实验，可得出的结论是接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；比较乙、丙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关．
（4）比较甲、丁实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关．你认为他的结论是错误（选填“正确”或“错误”）的，你的理由是没有控制压力一定．
（5）小明对实验装置进行改动，如图b所示，重复实验，发现效果更好．实验中，小明一定（选填“一定”或“不一定”）要匀速拉动长木板，物块M所受的滑动摩擦力的方向是水平向右．（选填“水平向左”或“水平向右”）

Answer 1

分析 （1）用弹簧测力计水平匀速拉动物块，物块做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，滑动摩擦力等于测力计的示数．
（2）滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和物体间的压力有关，接触面越光滑、物体间的压力越小，滑动摩擦力越小．
（3）分析图示实验，根据实验控制的变量与实验现象可以得出实验结论．
（4）根据控制变量法的要求分析答题．
（5）根据图示实验装置和摩擦力方向分析答题．

解答 解：（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时物块处于平衡状态，由平衡条件可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数．
（2）由图示四次实验可知，在实验丁中，物体间的压力最小，接触面粗糙程度最小，因此滑动摩擦力最小．
（3）由图甲、乙所示实验可知，接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，可以应用甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与压力的关系并根据测力计读数得出结论；由图乙、丙所示实验可知，物体间的压力相等而接触面的粗糙程度不同，乙、丙所示实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系．
（4）由图甲、丁所示实验可知，接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，由于没有控制物体间的压力相同，他的结论是错误的．
（5）由图戊所示实验可知，拉动木板时物块保持不动，物块处于平衡状态，滑动摩擦力等于测力计的拉力，实验时不需要匀速拉动长木板；摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，依长木板为参照物木块水平向左运动，因此摩擦力方向为水平向右．
故答案为：（1）匀速直线；等于；（2）丁；（3）接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；接触面粗糙程度；（4）错误；没有控制压力一定；（5）不一定；水平向右．

点评 本题考查了实验现象分析，知道实验原理、应用控制变量法分析清楚图示实验情景即可解题，熟练应用控制变量法是正确解题的关键．