Question

在探究滑动摩擦力与什么因素有关的实验中，
（1）木块在水平放置的毛巾、木板、棉布的表面上运动时必须保持

匀速直线

运动，根据

二力平衡

的原理，得到摩擦力的大小．
（2）分析以下实验数据，得出的结论是：

压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；接触面租糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大

．

实验次数	接触面的材料	压力（N）	滑动摩擦力（N）
1	木块与木板	4	0.8
2	木块与木板	6	1.2
3	木块与棉布	6	2
4	木块与毛巾	6	2.5

（3）有些同学猜想滑动摩擦力可能还跟接触面的大小有关，“面积越大，滑动摩擦力越大”．于是他找来了一块长方体木块（各表面粗糙程度相同）、弹簧测力计、长木板，如图所示．那么，他应怎样用这些器材验证他的猜想是否正确呢？请你写出他的探究过程：
步骤（1）：

把木块平放在长木板上，匀速拉动弹簧测力计，记下测力计的示数F_l

步骤（2）：

把木块侧放在长木板上，匀速拉动弹簧测力计，记下测力计的示数F₂；

分析比较：

如果F₁=F₂，则滑动摩擦力跟物体间接触表面积无关；如果F_l＞F₂则接触面积越大，滑动摩擦力就越大

．
探究中采用的研究问题的方法这是控制变量法，被控制的变量是

物体对木板的压力

．

Answer 1

分析：（1）实验中研究的是木块受到的滑动摩擦力的大小，弹簧测力计测量的是木块的受到的拉力，只有木块做匀速直线运动时拉力的大小才等于摩擦力；
（2）对比不同次数实验中的接触面材料、压力大小、滑动摩擦力的大小，结合控制变量法结论的一般思路就可以得出结论；
（3）要想探究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关，必须控制压力的大小和接触面的粗糙程度相同，改变接触面的大小来比较滑动摩擦力的大小．

解答：解：（1）用弹簧测力计匀速拉动木块时，木块做匀速直线运动受到的力是平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小；
（2）比较2、3、4三次实验，可以得出压力大小相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；比较1、2两次实验，可以得出接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）实验的设计围绕控制压力大小和接触面粗糙程度相同，接触面的大小不同来考虑．
故答案为：（1）匀速直线、二力平衡；（2）压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；接触面租糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）步骤1：把木块平放在长木板上，匀速拉动弹簧测力计，记下测力计的示数F₁；
步骤2：把木块侧放在长木板上，匀速拉动弹簧测力计，记下测力计的示数F₂；
分析比较：如果F₁=F₂，则滑动摩擦力跟物体间接触表面积无关；如果F₁＞F₂则接触面积越大，滑动摩擦力就越大．
被控制的变量是物体对木板的压力．

点评：本题中应用了控制变量法探究影响滑动摩擦力大小的因素，同时也应用了转换法，这两种实验探究方法在初中物理实验中有多处应用．