Question

7．在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想：
A．与接触面的压力大小有关
B．与接触面积大小有关
C．与运动的快慢有关
D．与接触面的粗糙程度有关
为了验证以上猜想是否正确，小慧同学用一个表面平整的长木板、一个带钩的木块、一块棉布、一块毛巾和一只弹簧测力计设计了如图1所示的实验，
实验数据如下表所示：

序号	实验条件			测力计示数/N
	长方形木块的放置	表面情况	压力/N
1	平放	木板	8	1.6
2	平放	木板	12	2.4
3	平放	木板	16	3.2
4	侧放	木板	16	3.2
5	竖放	木板	16	3.2
6	平放	木板上铺棉布	8	2.4
7	平放	木板上铺毛巾	8	4.0

（1）为了测量滑动摩擦力的大小，应在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块．此时，摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数是利用了二力平衡的条件知识；
（2）由序号1，2，3的三次实验，可验证猜想A（填字母）；
（3）要验证猜想B，应选取序号为3、4、5的三次实验；
（4）根据表中信息，能否验证猜想D？能（填“能”或“不能”）；
（5）、由实验可得出的结论是：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与接触面的面积无关；
（6）实验探究中，小慧采用的实验探究方法是C；
A．类比法            B．科学推理法           C．控制变量法
（7）同组的小慧同学采用如图1所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时，发现弹簧测力计示数不稳定，很难读数，其原因是木块没有保持匀速直线运动；
（8）某同学将图1实验装置改进为如图2所示的装置：将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向右运动．
写出装置改进以后的好处：改进后，不论木板是否匀速运动，测力计示数都等于摩擦力的大小，便于操作和读数．

Answer 1

分析 （1）实验中，摩擦力的大小是通过读取弹簧测力计的拉力得出的，这是依据了二力平衡的原理，因此，要保持物体做匀速直线运动才行；
（2）分析表格中的物理量，哪个变量不同，就是验证哪个猜想．
（3）“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小有关”的实验中，应控制压力和接触面相同，接触面积不同；
（4）“探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关”时，应控制压力相同，接触面的粗糙程度不同；
（5）根据表格中的数据分析；
（6）物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．
（7）利用二力平衡的条件，通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小，因此是否能保持木块处于平衡状态是实验过程中的关键．
（8）木块与弹簧测力计静止不动，不需要控制木板做匀速直线运动，便于实验操作，便于弹簧测力计读数．

解答 解：（1）根据二力平衡的原理，只有物体做匀速直线运动时，拉力才与摩擦力大小相等；
（2）分析表格数据，接触面、放置都相同，压力不同，测力计示数不同，所以小慧验证的是摩擦力的大小与压力的大小关系，即猜想A．
（3）“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小有关”的实验中，应控制压力和接触面的粗糙程度相同，接触面积的大小不同，木块放置的位置不同，则接触面积就不相同，故选取序号为3、4、5的三次实验；
（4）由表格中的数据可知：在压力相同时，木块在不同的表面上运动时，测力计的示数不同，故可以探究D；
（5）根据表格中的数据可知：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与接触面的面积无关；
（6）滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面的粗糙程度同时有关，此选项是在接触面的粗糙程度一定时，研究滑动摩擦力与压力的关系，是控制变量的研究方法，故选C；
（7）由于在拖动木块时，很难让木块保持匀速直线运动达到平衡状态，才导致了弹簧测力计的示数不稳定，很难读数；
（8）木块与弹簧测力计固定不动，拉动木板运动，该实验设计的优点是：一方面，不需要木板做匀速直线运动，便于实验操作，另一方面，由于测力计静止便于读数．
故答案为：（1）匀速；二力平衡的条件；（2）A；（3）3、4、5；（4）能；（5）滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与接触面的面积无关；（6）C；（7）木块没有保持匀速直线运动；（8）改进后，不论木板是否匀速运动，测力计示数都等于摩擦力的大小，便于操作和读数．

点评 本题考查了实验注意事项与实验分析，把握住利用控制变量法分析实验结论的基本思路是解答此题的关键所在；要明确：滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟物体的运动速度、接触面积大小等都没有关系．