Question

2．在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验中，小明猜想滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关．他用一个带钩的木块、一个弹簧测力计、两个质量相同 的砝码，分别在木板、棉布和毛巾表面上进行了实验，如图所示．

（1）拉木块时，要使木块所受的拉力在水平方向，并使木块做匀速直线运动．
（2）①②③三次实验是探究滑动摩擦力的大小与压力是否有关的．
（3）如果在①④⑤三次实验中，测力计的示数关系为F₁＜F₂＜F₃，可得出滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
（4）能用②③④三次实验来探究“滑动摩擦力的大小与压力是否有关”吗？不能．理由是：没有控制接触面的粗糙程度一定．

Answer 1

分析 （1）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）在①②③三次实验中是压力改变，接触面的粗糙程度保持不变，根据控制变量法进行分析；
（3）分析①④⑤三次实验是压力改变还是接触面的粗糙程度发生了改变，弹簧测力计的示数不同就说明了摩擦力的大小和改变的这个因素有关；
（4）要探究“滑动摩擦力的大小与压力是否有关”，需要控制接触面的粗糙程度一定．

解答 解：
（1）摩擦力和弹簧测力计的拉力是水平方向上一对方向相反的力，若木块匀速直线运动，匀速直线运动状态就是一对平衡状态，此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力，读出弹簧测力计的示数，就等于摩擦力；
（2）①②③三次实验中接触面粗糙程度是一定的，压力是不同的，是探究滑动摩擦力和压力的关系；
（3）①④⑤三次实验压力是一定的，接触面的粗糙程度是不同的，弹簧测力计的示数不同即摩擦力是不同的，这就说明摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关；
（4）要探究“滑动摩擦力的大小与压力是否有关”，需要控制接触面的粗糙程度一定，而④②③三次实验接触面的粗糙程度是不同的．
故答案为：（1）水平；匀速直线；（2）压力；（3）接触面的粗糙程度；（4）不能；没有控制接触面的粗糙程度一定．

点评 此题考查的是影响滑动摩擦力大小因素的探究实验，这个实验是初中物理中比较重要的一个实验，需要掌握．