Question

13．如图1所示是小君“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验过程图：

（1）该实验要求用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动，根据二力平衡原理，可知此时摩擦力与拉力大小相等．
（2）分析图甲和丙，发现弹簧测力计示数F₁＜F₃，说明压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
（3）分析甲和乙，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₂，说明滑动摩擦力的大小还跟压力的大小有关．
人们通过大量实验进一步证明：在接触面粗糙程度一定时，滑动摩擦力大小与压力大小成正比．如图丁所示，在丙图中物块A上叠放一块与之等重的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起匀速直线运动，此时弹簧测力计示数为F₄，则F₄：F₃=2：1；
（4）小君在本次实验中运用的研究方法是转换法和控制变量法．
（5）小霞发现小君在上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定，于是改进了实验装置，如图2所示．当她拉出木板的过程中，却仍然发现弹簧测力计示数不稳定，你认为出现该情况的原因可能是接触面的粗糙程度不均匀．

Answer 1

分析 （1）实验时，注意应使物体做匀速直线运动，根据二力平衡可知摩擦力等于拉力；
（2）影响滑动摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度；压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大．

解答 解：
（1）要使物体所受的摩擦力与拉力平衡，应用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动，此时滑动摩擦力等于测力计的拉力，因此，这里是利用了二力平衡的知识；
（2）比较甲、丙两图，压力相同，丙图中接触面粗糙，丙弹簧测力计的示数大，即摩擦力大，说明滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关，压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，测力计的示数不同，所以摩擦力的大小还与压力大小有关；
摩擦力大小与压力成正比，丁的压力是丙的2倍，可知丁的摩擦力是丙的2倍，即F₄：F₃=2：1；
（4）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，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．通过拉力的大小得知摩擦力的大小，用到了转换法；由于摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以这个实验中还用到另一个方法是控制变量法；
（5）根据影响摩擦力的因素可知，在压力不变的情况下，弹簧测力计的示数不稳定，即摩擦力是变化的，说明木板表面的粗糙程度不同．
故答案为：（1）匀速直线；二力平衡；
（2）压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）压力；2：1；
（4）控制变量法；
（5）接触面的粗糙程度不均匀．

点评 本题考查探究摩擦力大小与什么因素有关，要掌握实验中测量摩擦力的方法及实验的研究方法．在利用控制变量法时，要注意分析控制的变量和改变的量，根据实验结果得出研究因素是否与改变量有关．