Question

8．在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中．

（1）三次实验情况分别如上图1甲、乙、丙所示．实验时，要用弹簧测力计拉木块在水平木板（或毛巾）上做匀速直线运动，这时滑动摩擦力f的大小才等于弹簧测力计的示数--即拉力F的大小．
（2）小明在探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”时，利用图1甲、乙中弹簧测力计显示的两个数据比较得出：“压力越大，滑动摩擦力就越大”的结论．你认为他这样对比这两组数据就得出这样的结论对吗？答：不对．理由是：没有控制接触面粗糙程度相同．
（3）比较甲、丙两个测力计示数大小，得出的结论是：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
（4）如果小明要研究滑动摩擦力与接触面积大小是否有关，他应控制压力大小相同、接触面粗糙程度相同一样，改变接触面积的大小．
（5）在采用图2甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时，发现很难保持弹簧测力计示数的稳定，很难读数．用如图2乙所示的实验装置进行实验时就能解决上述问题，请你对图2乙的实验方法作出评估：匀速拉动木板时，木块相对作匀速运动，而木块相对弹簧测力计静止，便于读数．

Answer 1

分析 （1）用弹簧测力计水平匀速拉动木块，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力．
（2）要探究滑动摩擦力与压力的关系，应控制接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同．
（3）根据甲、丙所示实验所控制的条件及实验现象，得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系；
（4）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关．探究滑动摩擦力大小跟接触面积的关系，一定要控制压力大小和接触面粗糙程度不变；
（5）用弹簧测力计拉动木块，比较难于控制木块一直做匀速直线运动，对运动的弹簧测力计读数比较困难．改进后的实验便于操作，不必进行匀速直线运动，摩擦力总等于拉力．

解答 解：（1）要用弹簧测力计拉长方体木块在水平木板（或毛巾）上做匀速直线运动，这时滑动摩擦力f的大小才等于弹簧测力计的示数--即拉力F的大小；
（2）由图示可知，甲、乙两实验接触面的粗糙程度不同，物体间的压力不同，由于没有控制接触面粗糙程度相同，用甲、乙图示实验探究摩擦力与压力间的关系是错误的；
（3）由图示甲、乙实验可知，物体间的压力相同，接触面的粗糙程度不同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，由此可知：在压力一定的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关．所以探究滑动摩擦力大小跟接触面积的关系，一定要控制压力大小和接触面粗糙程度不变；
（5）图2乙，木块在弹簧测力计和摩擦力的作用下保持静止状态，弹簧测力计给木块的拉力和摩擦力总是一对平衡力，滑动摩擦力的大小和压力的大小、接触面的粗糙程度有关，与速度无关，木块无论做匀速还是变速，摩擦力都不变，弹簧测力计的拉力也不变，任何时候滑动摩擦力的大小都等于弹簧测力计，并且弹簧测力计处于静止状态，容易读数．
故答案为：（1）匀速直线；（2）不对；没有控制接触面粗糙程度相同；（3）压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（4）压力大小相同；接触面粗糙程度相同；（5）匀速拉动木板时，木块相对作匀速运动，而木块相对弹簧测力计静止，便于读数．

点评 本题通过探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验主要考查了控制变量法的应用，熟练应用控制变量法、认真分析图示实验情景即可正确解题．