Question

8．物理活动小组在探究“滑动摩擦力的大小可能跟哪些因素有关”的过程中，分别提到以下猜想：
猜想一：滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关．
猜想二：滑动摩擦力的大小可能与接触面间的压力大小有关．
猜想三：滑动摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两个接触面的接触面积的大小有关．
为了验证上述猜想是否正确，小明选用了一块底面与各个侧面粗糙程度相同的长方体木块，并设计了以下的探究方案：
步骤1：把长方形木块平放在长木板上，用弹簧秤水平拉住木块并固定在右侧不动，向左拉动木板做直线运动，读出此时弹簧秤的示数．（如图甲所示）
步骤2：在长方形木块上面放上砝码，（如图乙所示）用弹簧秤水平拉住木块并固定在右侧不动，向左拉动木板做直线运动，读出此时弹簧秤的示数．
步骤3：在水平长木板上铺上棉布固定住，把木块平放在棉布上（不加砝码），用弹簧秤水平拉住木块并固定在右侧不动，向左拉动带棉布的木板做直线运动，读出此时弹簧秤的示数．（如图丙所示）．比较“步骤3”与“步骤1”中弹簧秤的示数的大小．
（1）由水平向右匀速拉木块改为“用弹簧秤水平拉住木块并固定不动，向左拉动木板做直线运动”，此时摩擦力等于弹簧测力计的示数（选填“大于”、“小于”、“等于”、“不一定等于”），这样做的目的是便于读取弹簧测力计的示数，减小误差．
（2）步骤2的设计目的是为了验证猜想二的正确性．
（3）为了验证猜想三是否正确，可在上述实验的基础上再加一个步骤4：在水平长木板上铺上棉布固定，把木块侧放在棉布上（不加砝码），用弹簧秤水平拉木块固定不动，拉动带有棉布的木板，读出此时弹簧秤的示数．比较“步骤3”与“步骤4”中弹簧秤的示数的大小，通过在八年级时做过的实验知道，摩擦力的大小与接触面积的大小无关．
（4）在步骤2的基础上，若木块上的砝码为0.5N，当拉动木板直线运动时，砝码与木块间的摩擦力是：D
A．大于0.5N    B．大于零且小于0.5N
C．等于0.5N    D．等于零．

Answer 1

分析 （1）木块静止，受平衡力作用，拉力等于摩擦力；
（2）分析步骤2改变的因素，得出摩擦力与压力大小的关系；
（3）要探究摩擦力与接触面积的关系，需保持其它量不变，只改变受力面积；
（4）根据摩擦力产生的条件进行分析．

解答 解：（1）用弹簧秤水平拉住木块并固定不动，向左拉动木板做直线运动，木块始终处于静止状态，拉力与摩擦力平衡，摩擦力大小等于测力计的示数；
（2）在长方形木块上面放上砝码，增大了压力，探究滑动摩擦力与压力大小的关系；
（3）探究摩擦力与接触面积的关系，需改变接触面积，所以应把木块再侧放，拉动木板读出测力计的示数；
由所学知识可知，滑动摩擦力大小与受力面积大小无关；
（4）由于砝码与木块同时做匀速直线运动，没有相对运动的趋势，不受摩擦力，所以摩擦力大小为零，D正确．
故答案为：（1）等于；便于读取弹簧测力计的示数，减小误差；（2）二；（3）侧；无；（4）D．

点评 本题是探究影响摩擦力大小的因素实验，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．