Question

8．在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中，小黄和小明同学提出了以下猜想：
A．滑动摩擦力的大小可能与物体运动的速度有关．
B．滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关．
C．滑动摩擦力的大小可能与压力的大小有关．
（1）小黄同学进行了如图的甲、乙、丙三个实验探究过程：
①在实验中，小黄应该沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动．
②对比图中甲、丙两个探究过程，可以验证猜想C．
③在甲探究过程中，小黄正确操作，拉动物体时，测力计示数是2N，此时摩擦力为2N，若拉力增大到3N时，摩擦力为2N．
④实验探究中，小黄采用的实验探究方法是C
A．类比法      B．科学推理法    C．控制变量法．
（2）小华将图甲中的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控制压力大小相同．
（3）在操作（2）的基础上，只利用现有的器材，如何证实“滑动摩擦力的大小是否与接触面积的大小有关”？简要说明你的做法：分别将长方体木块平放、侧放，在同一水平面上用弹簧测力计拉着做匀速直线运动，比较测力计示数的大小．

Answer 1

分析 （1）①实验中匀速直线拉动木块，是为了使摩擦力与拉力是一对平衡力；
②影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度，根据图中现象，运用控制变量法可确定相应的探究过程；
③根据二力平衡可得出摩擦力的大小；压力和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力的大小不变，与拉力大小无关；
④在实验中用到了控制变量的方法．
（2）实验中，研究一个量时要控制其它的量不变，据此判断．
（3）结合控制变量法，根据实验要求可对实验做出设计．

解答 解：（1）①在实验中，小黄应该沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动，此时拉力和摩擦力是一对平衡力．
②猜想C是滑动摩擦力的大小可能与压力的大小有关，应控制接触面的粗糙程度相同，改变压力的大小，图中甲、丙两次实验符合要求；
③在甲探究过程中，小黄正确操作，拉动物体时，测力计示数是2N，由于拉力和摩擦力是一对平衡力，此时摩擦力为2N，若拉力增大到3N时，压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，仍为2N．
④实验探究中，研究一个量时，控制其它的量不变，采用的实验探究方法是控制变量法，故C符合题意；
（2）将图甲中的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．这一过程中，接触面积改变的同时，压力也发生了改变，不符合控制变量法的要求，故得出的结论不可靠；
（3）在操作（2）的基础上，只利用现有的器材，要想证实“滑动摩擦力的大小是否与接触面积的大小有关”，可采用的做法是：分别将长方体木块平放、侧放，在同一水平面上用弹簧测力计拉着做匀速直线运动，比较测力计示数的大小即可．
故答案为：（1）①匀速直线；②甲、丙；③2；2；④C；
（2）没有控制压力大小相同；
（3）分别将长方体木块平放、侧放，在同一水平面上用弹簧测力计拉着做匀速直线运动，比较测力计示数的大小．

点评 在本实验中，重点掌握二力平衡原理和控制变量法的应用，熟知影响摩擦力大小的两个因素，会根据实验现象和数据分析实验结论，是正确解答的关键．