Question

14．张良要研究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：
①接触面所受的压力大小； ②接触面的粗糙程度； ③接触面积的大小．
接下来张良通过如图所示实验操作验证他的猜想：
（1）实验中张良应该用弹簧测力计水平匀速拉动木块在长木板上滑动，这样做是根据二力平衡的知识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）如果张良要探究猜想②，他应该选择甲和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可得出结论：在其他因素相同的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
（3）张良为了探究猜想③，如图丁操作，将木块切去一半，根据弹簧测力计的示数得出：滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关，小聪说这个结论是错误的，理由是没有控制压力相同．

Answer 1

分析 （1）探究影响滑动摩擦力大小的因素时，用弹簧测力计匀速拉动木块，木块处于平衡状态，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力；
（2）实验应采用控制变量法，根据控制变量法的要求，分析图示情景，根据研究的问题确定需要控制的变量，然后答题；
（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）实验时，用弹簧测力计拉木块使它在水平木板（或毛巾）上做匀速直线运动，木块处于平衡状态，木块在水平方向上受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡知识可知，这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）要探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系，根据猜想，需使压力和接触面积相同，接触面粗糙程度不同，所以应选择甲、丙两图进行探究；
由图知，压力相同，接触面越粗糙，拉力越大，则摩擦力越大，可知其它条件相同，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，而小伟将木块切去一半，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，不可靠；正确而又简便的操作应是：将切下的木块叠放在被拉木块上面，重复甲的操作过程，比较它和甲的实验结果，得出结论．
故答案为：（1）二力平衡；（2）甲和丙；接触面越粗糙；（3）没有控制压力相同．

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．