Question

18．小明用如图甲、乙、丙的步骤探究摩擦力的大小与哪些因素有关．

（1）实验中，根据二力平衡原理，测量滑动摩擦力时，他应使木块在水平面上做匀速直线运动，并记下弹簧测力计的示数．
（2）比较步骤甲、乙可得：摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关，且压力越大，摩擦力越大．比较步骤甲与丙可得：摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关．
（3）小明在实验中还发现：在木块还没有被拉动的情况下，弹簧测力计仍然有示数，且示数逐渐增大，直到拉动木块为止．该现象表明：物体在静止时也可能受到静摩擦力的作用．
（4）小明将甲图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不变．

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）比较甲、乙两图或甲、丙两图，找出相同因素和不同因素，结合控制变量法的思想得出结论；
（3）物体之间只要有了相对运动的趋势，它们之间便会有摩擦力的存在，这种摩擦是静摩擦，静摩擦力与拉力的大小有关．
（4）在进行不同因素的探究时，必须注意控制变量法的运用．

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）甲、乙两图，木块与水平面间接触面的粗糙程度相同，图甲中木块与水平面间的压力小，弹簧测力计示数小，图乙中，木块与水平面间的压力大，弹簧测力计的示数大，
由此可知：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大；
同样的道理，比较步骤甲与丙可得：摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关．
（3）在木块还没有被拉动的情况下，弹簧测力计仍然有示数，且示数逐渐增大，原因是：物体虽然处于静止状态，但有运动趋势，受到静摩擦力的作用．
（4）小明将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．由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．探究过程中存在的问题是没有控制压力不变，不符合控制变量法的要求，所以结论不可靠．
故答案为：（1）二力平衡；匀速直线；（2）甲、乙；粗糙程度；（3）静摩擦；没有控制压力大小不变．

点评 探究滑动摩擦力大小的影响因素，为了使滑动摩擦力等于拉力，一定要使木块进行匀速直线运动；掌握滑动摩擦力大小的影响因素，利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素．