Question

10．小明在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中：
（1）小明已完成了图中的甲、乙两步实验，由此他可以得到的结论是压力相同时，接触表面越粗糙，摩擦力越大；
（2）如果还想继续探究，你认为他下一步应该进行的实验是什么？请在如图丙方框内画出操作方法简图，并与图甲比较才能得出摩擦力的大小与的关系．

（3）小明还想验证“用滚动代替滑动可以减小摩擦”的正确性，利用以下一些器材：质量不相等、带钩的木块A和木块B、弹簧测力计、砝码、棉布、圆柱状铅笔若干，进行实验探究．
实验步骤一：把木块A放在水平桌面上，用弹簧测力计匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数F₁；
实验步骤二：把圆柱形铅笔放在水平桌面上，将木块放在其上方，用步骤一的方法拉动木块，记下弹簧测力计的示数F₂．
实验分析：当满足F₂＜F₁的关系时，上述结论是正确的．
（4）请你帮助小明设计实验验证摩擦力大小是否与物体匀速运动的快慢有关：用弹簧测力计以不同的速度匀速拉动木块在水平放置的木板上进行三次实验，记下三次测力计的示数F₃、F₄、F₅，并比较大小得出结论．．

Answer 1

分析 （1）摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，由控制变量法分析甲乙两图，从而得出结论；
（2）实验甲和改装之后的丙，接触面粗糙程度相同，压力不同，来探究摩擦力大小跟压力大小的关系；
（3）要验证“用滚动代替滑动可以减小摩擦”的正确性，就要采用控制变量法控制压力的大小和接触面粗糙程度一定；
（4）在压力大小和接触面粗糙程度不变时，改变速度，使物体进行匀速直线运动，测得摩擦力，比较摩擦力大小．

解答 解：
（1）由甲、乙两图可知，物体对两接触面的压力相同，乙中棉布更粗糙，弹簧测力计示数大些，即乙中物体受到摩擦力大，由此可得结论：压力相同时，接触表面越粗糙，摩擦力越大；
（2）如果还想继续探究，即探究摩擦力与压力大小的关系，则应控制接触面的粗糙程度不变，改变压力的大小（可以在物体上压一物体），用弹簧测力计接着物体在水平方向做匀速直线运动．如图所示：

（3）实验步骤二：把圆柱状铅笔放在木块下方使木块由滑动变为滚动，用弹簧测力计匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数F₂；
实验分析：用滚动代替滑动可以减小摩擦，要在同样条件下，滚动摩擦小于滑动摩擦．若F₂＜F₁说明结论是正确的；
（4）验证“摩擦力大小是否与物体匀速运动的快慢有关”：用弹簧测力计以三次不同的速度拉动木块，使木块在水平放置的木板上进行匀速直线运动，记下三次弹簧测力计的示数，并比较大小得出结论．
故答案为：（1）压力相同时，接触表面越粗糙，摩擦力越大；
（2）探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系；见上图；
（3）圆柱形铅笔；木块；F₁＞F₂；
（4）用弹簧测力计以不同的速度匀速拉动木块在水平放置的木板上进行三次实验，记下三次测力计的示数F₃、F₄、F₅，并比较大小得出结论．

点评 本题是探究摩擦力影响因素的实验，要能正确使用控制变量法，知道滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟物体运动速度、接触面积大小都没有关系．