Question

2．为了探究滑动摩擦力大小的影响因素，小明做了一系列实验．以下是部分实验步骤（实验过程中保持长木板水平且固定，并保证所有实验步骤操作规范）

第一次：把木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做匀速直线运动（如甲图），读出弹簧测力计的示数，并记入表中；
第二次：把木块侧放在长木板上，用同样的方法拉木块（如乙图），记下相应的示数；
第三次：把两块相同木块叠在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉木块（如丙图），记下相应的示数．

实验次数	木块对木板的压力/N	弹簧测力计的示数/N	滑动摩擦力/N
1	20	4.0	4.0
2	20	4.0	4.0
3	40	8.0	8.0

（1）请你帮助小明填全表格内的数据．其理论依据是二力平衡．
（2）比较1、2两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关．
（3）比较1、3次数据，可以得出的结论是：接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大
（4）另一组的小华同学在探究“接触面积的大小对滑动摩擦力的影响”实验时，他将木块沿竖直方向截去一半后，用弹簧测力计拉着另一半做如图所示的实验，测得木块所受的滑动摩擦力也变为原来的一半．由此得出结论：“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正确吗？不正确你做出这种评价的理由是未控制压力相同．在此基础上将如何改进？将切下的叠放在一起匀速拉动．

Answer 1

分析 根据二力平衡条件，要使拉力与摩擦力相等，需水平拉动木块在水平面上做匀速直线运动；
（1）根据二力平衡知识分析；
（2）要得出滑动摩擦力与受力面积的关系，需使压力大小和接触面的粗糙程度相同，接触面积大小不同；
（3）分析1、3两次数据得出滑动摩擦力大小与压力大小的关系；
（4）在探究接触面积的大小对滑动摩擦力的影响时，必须要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同．

解答 解：
在用弹簧测力计拉动木块时，一定要水平匀速拉动木块，此时拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等；
（1）由于测力计拉动木块在水平方向上做匀速直线运动，故拉力等于摩擦力，即滑动摩擦力为4.0N；
（2）1、2两次实验，压力大小和接触面的粗糙程度相同，接触面的粗糙程度不同，测力计的示数相同，可知，摩擦力的大小与接触面积无关；
（3）1、3两次实验，接触面的粗糙程度、接触面积相同，压力大小不同，测力计的示数不同，可知滑动摩擦力的大小与压力大小有关，接触面的粗糙程度相同，压力越大，滑动摩擦力越大．
（4）小华同学将木块沿竖直方向截去一半后，用弹簧测力计拉着另一半做如图所示的实验，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来的一半．由此得出“滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小”．这一探究过程是不正确的，因为实验时，未控制压力一定，不符合控制变量法的要求．
为了控制压力大小不变，可将截去的一半叠放在另一半上进行实验．
故答案为：匀速直线；（1）4.0；二力平衡；（2）1、2；（3）接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；（4）不正确；未控制压力相同；将切下的叠放在一起匀速拉动．

点评 此题是探究影响滑动摩擦力大小的因素，考查了控制变量法的应用，通过探究证实了滑动摩擦力大小与受力面积大小无关．