Question

4．用图中所示的装置探究摩擦力跟接触面积粗糙程度的关系．
（1）实验所用器材有：木材、长木板、棉布、毛巾、弹簧测力计．
（2）实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动，根据二力平衡知识，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力．
（3）第一次实验中弹簧测力计的示数如图所示为1.2N，分析表中数据可以得到的结论是当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．

试验 次数	长方体木块的 放置方式	弹簧测力计的 示数F/N
1	平放	1.2
2	竖放	1.2
3	侧放	1.2

实验次数	1	2	3
接触面情况	木块和长木板	木块和棉布	木块和毛巾
摩擦力/N		1.9	2.4

（4）实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，于是她选用一个长、款、高各不相同的长方体木块来进行实验，且该木块各个表面的粗糙程度相同．在探究这个问题时，应先控制接触面的粗糙程度和压力相同，再分别以三种不同的方式放置木块，并用弹簧测力计拉着该木块在水平木板上做匀速直线运动．上表是三次实验得到的数据：
通过对以上实验数据的分析，可以得到的结论是：滑动摩擦的大小与接触面的大小无关．（选填“有关”或“无关”）

Answer 1

分析 （1）本实验最重要的器材是测力的仪器弹簧测力计；
（2）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，只有木块在水平方向上做匀速直线运动时拉力的大小才等于摩擦力；
（3）对比表中数据，分析其中的相同因素和不同因素，根据控制变量法的思路就可以得出不同的结论；
（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大小的关系时，控制压力大小和接触面粗糙程度不变．

解答 解：（1）实验所用器材有：木材、长木板、棉布、毛巾、弹簧测力计．
（2）用弹簧测力计匀速拉动木块时，木块在水平方向上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；
（3）读图可知，弹簧测力计把1N分成了5份，其分度值为0.2N，故该测力计的示数为1N+0.2N×1=1.2N；
表中三次实验木块与接触面的粗糙程度不同，压力相同，所以才能得出摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时，应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变；
由表格中数据知，压力和接触面的粗糙程度相同，接触面积不同，但拉力相同，即摩擦力大小相同，可知滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关．
故答案为：（1）弹簧测力计；（2）匀速直线；二力平衡；（3）1.2；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（4）压力；无关．

点评 本题考查的是探究影响摩擦力大小的实验，涉及到的知识点比较多，有：平衡力、影响摩擦力大小的因素、实验数据的分析能力，实验中采用的是控制变量法，是中考常考的实验之一，是一道综合题，也是一道好题．