Question

14．如图所示，某小组在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验．

（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿着水平方向拉着木块做匀速直线运动，这样才能测出摩擦力，原因是：使摩擦力与拉力才是一对平衡力．
（2）观察甲、乙发现弹簧测力计的示数F₁＜F₂，由此可知，在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（3）实验交流中，小华发现有同学设计了如图所示的装置，在实验时，在托盘中放入适量的砝码，使木块匀速直线运动，则木块受到的摩擦力应该等于托盘和砝码的重力．
（4）小华猜想摩擦力的大小可能跟受力面积有关，于是他在图甲的基础上，将木块沿竖直方向截去一部分，用剩余部分继续进行实验，测得的摩擦力变小了，由此得出：滑动摩擦力大小随受力面积的减小而减小．他的探究过程存在的问题是没有控制压力相同．

Answer 1

分析 （1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力，木块一定进行匀速直线运动；
（2）滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关．探究滑动摩擦力跟压力大小关系时，控制接触面粗糙程度不变；探究滑动摩擦力跟接触面粗糙程度关系时，控制压力大小不变；
（3）在图不的设计中，对木块的拉力来自托盘的砝码的总重力，因此需要测量二者的质量，并据此根据二力平衡条件计算出摩擦力的大小；
（4）在探究摩擦力的大小跟接触面积的关系时，必须控制压力和接触面的粗糙程度不变，据此可做出评价和提出改进方案．

解答 解：
（1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力，必须让木块保持匀速直线运动；
（2）甲、乙两图接触面粗糙程度相同，压力不同，发现弹簧测力计的示数F₁＜F₂，由此可知：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）因为图丙的设计中，对木块的拉力来自托盘的砝码的总重力，所以为了测量木块的滑动摩擦力，需要测量的物理量是托盘和砝码的总质量；
（4）他在上述实验的基础上，将甲图中的木块沿竖直方向切去一部分后，用剩下部分继续进行实验，测得木块所受的滑动摩擦力变小，由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小，在他的探究过程中没有控制压力大小一定，不符合控制变量法的要求，因此结论不可靠．
故答案为：（1）使摩擦力与拉力才是一对平衡力；（2）压力；（3）托盘和砝码的重力；（4）甲；没有控制压力相同．

点评 掌握滑动摩擦力大小的影响因素是压力大小和接触面的粗糙程度，能利用控制变量法和二力平衡条件探究滑动摩擦力大小的影响因素，同时还应学会对实验进行大胆的改进．