Question

13．小华和小明用弹簧测力计分别探究“物体所受重力大小与哪些因素有关”和“滑动摩擦力的影响因素”：

（1）小华探究完重力大小与质量的关系后，还想重力大小是否与物体的形状有关，用橡皮泥为实验对象，他用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验，小明认为小华的做法不合理，理由是：没有控制质量不变．
（2）小明在探究摩擦力的影响因素时，猜想摩擦力与所受压力成正比，为了验证猜想是否正确，小明找来一个木块和几个大钩码在实验桌上做实验，小华建议使用几个完全相同的木块做实验，你认为小华的方案更便于操作与分析数据．
（3）请仿照图甲所示的示例，在图乙中画出实验步骤的图示．
（4）实验中，尽量拉动木块做匀速直线运动，如果F₂=2F₁，就可以初步判断摩擦力与压力成正比．

Answer 1

分析 （1）探究重力大小是否与物体的形状有关时应控制重力不变；
（2）为了得到准确的规律，应控制接触面不变，通过改变压力来探究摩擦力；
（3）根据小华的实验步骤进行探究实验时，应把相同的木块叠放在一起；
（4）根据二力平衡的知识，只有水平拉木块做匀速直线运动，木块所受摩擦力才等于拉力；如果压力变为原来的二倍，拉力也变为原来的二倍，则摩擦力与压力成正比．

解答 解：（1）探究重力大小是否与物体的形状有关时应控制重力不变，改变物体的形状；若小华用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验，则橡皮泥的质量和重力都会发生变化，故小华的做法是错误的；
（2）小明找来一个木块和几个大钩码在实验桌上做实验，可以探究压力大小与摩擦力大小的关系，由于钩码和木块的重力关系不知，故不能准确探究压力大小与摩擦力大小的关系；
小华使用几个完全相同的木块做实验，通过成倍增大压力来探究摩擦力的大小，能准确探究压力与摩擦力的大小关系；
故小华的方案便于操作与分析数据；
（3）两个木块叠放在一起，拉力作用在下面的木块上，力的示意图如图所示：
；
（4）实验中摩擦力的大小是通过测力计的示数反映出来，就必须保证摩擦力与拉力大小相等；根据二力平衡的知识可知，当拉动木块做匀速直线运动，木块在水平方向上受到的就是一对平衡力，摩擦力就等于拉力；
如果压力变为原来的二倍，拉力也变为原来的二倍，即F₂=2F₁，则摩擦力与压力成正比．
故答案为：（1）没有控制质量不变；（2）小华；（3）如上图；（4）匀速直线；F₂=2F₁．

点评 此题是探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，需掌握控制变量法在此实验中的应用，考查了描点法图象的画法，并能根据图象得出结论．同时考查了二力平衡的条件的应用．