Question

1．小明想验证“用滚动代替滑动能减小摩擦”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（质量、粗糙程度都不同），弹簧测力计，砝码，棉布，圆柱状铅笔若干，进行实验探究．请完成以下填空：（1）实验步骤一：把木块A放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数F₁，根据二力平衡的知识，可知F₁的大小等于木块受到的摩擦力．
（2）实验步骤二：把若干铅笔放在水平桌面上，将木块A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
（3）实验分析：当满足F₂＜F₁的条件时，上述结论是正确的．
（4）利用上述器材能（能/不能）比较木块A和木块B下表面的粗糙程度．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡的条件回答；
（2）（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，即控制压力的大小不变，改变下面的运动形式，即由滑动变为滚动，测出摩擦力来比较即可；
（4）要比较木块A和木块B下表面的粗糙程度，根据控制变量法要保持物体对接触面的压力相同．

解答 解：（1）在进行该实验时，必须让弹簧测力计做匀速直线运动，即只有在这种情况下，此时弹簧测力计的拉力和摩擦力才是一对平衡力，其大小才会相等；
（2）在（1）中测的是滑动摩擦力，故在这里应用圆柱状铅笔放在木块A下方（控制压力不变），使木块由滑动变为滚动，进而读出测力计的示数，即为此时滚动时的摩擦力；
（3）由于在相同的条件下，滚动摩擦小于滑动摩擦．故所得结论应该是F₂＜F₁．
（4）分别将AB叠放于水平桌面上，第1次A在上面、B在下面，第2次B在上面、A在下面，控制两种情况下对下面压力相等，重复实验步骤（1），比较两种情况下弹簧测力计的示数F′₁，F′₂大小，从而得出两种情况下滑动摩擦力的大小：若F′₁＞F′₂则B更粗糙；
若F′₁＜F′₂，A更粗糙；
故答案为：（1）沿水平方向匀速；
（2）若干铅笔；木块A；
（3）F₂＜F₁
（4）能．

点评 此题主要是考查同学们的实验设计方案能力，故能运用二力平衡的知识和控制变量的思维设计并进行该实验是解决该题的关键．