Question

11．小峰要探究滑动摩擦力大小与什么因素有关，他猜想影响滑动摩擦力大小的因素有：
①接触面所受压力大小；
②接触面的粗糙程度；
③接触面积大小．
他利用如图所示实验操作来验证他的猜想：
（1）实验中用弹簧测力计水平拉动木块在长木板上做匀速直线运动，这样做是根据二力平衡的原理得出拉力等于摩擦力，从而测出木块所受的摩擦力的大小．
（2）如果要探究猜想②，他应该选择乙、丙两幅图所示的实验步骤来操作，根据图中弹簧测力计的示数（F_甲＜F_乙＜F_丙）可得出结论：在压力、接触面积大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
（3）要探究猜想③，他将木块沿竖直方向切去一半，重复步骤甲的实验操作过程，通过比较，他得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关．你认为他的结论可靠吗？
答：不可靠．小峰在实验中存在的问题是在改变接触面积的同时，没有控制压力不变．

Answer 1

分析 （1）掌握二力平衡条件，要正确测出摩擦力的大小，需拉动木块做匀速直线运动；
（2）根据猜想，要探究摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系，需使压力大小和接触面积大小相同，改变接触面的粗糙程度；
（3）要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系，需使压力大小和接触面的粗糙程度相同，改变接触面积的大小．

解答 解：（1）实验中应该用弹簧测力计水平匀速直线拉动木块在长木板上滑动，根据二力平衡原理，拉力和摩擦力是一对平衡力，摩擦力等于拉力；
（2）要探究摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系，需使压力大小和接触面积大小相同，改变接触面的粗糙程度，所以应选择乙图和丙图；
由图知，在压力、接触面积大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系，需使压力大小和接触面的粗糙程度相同，改变接触面积的大小，将木块切去一半，则在接触面积变化的同时，压力也发生了变化，所以得出错误结论．
故答案为：（1）匀速直线；二力平衡；（2）乙、丙；在压力、接触面积大小一定时，接触面越粗糙；（3）不可靠；在改变接触面积的同时，没有控制压力不变．

点评 此题是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验，考查了学生对控制变量法的理解和应用，题目很典型．