Question

18．物理兴趣小组的同学们准备探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”．
（1）小红想探究“滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关”，实验室提供的器材有：a．表面平整的长木板；b．天平；c．带钩的长方体木块；d．带钩的正方体木块；e．弹簧测力计．应选用以上器材中的ace进行实验探究．（填器材前面的字母代号）
（2）小华将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半．他由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．你认为他的探究过程中存在的问题是未控制压力一定．
（3）小明为了探究“摩擦力大小是与压力有关，还是与重力有关？”设计了如图乙所示装置进行了探究．实验步骤和数据记录如下表：

实验步骤		台式测力计示数F/N	金属盒重力G/N	弹簧测力计示数f/N
①	把金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数	4.8	4.8	1.9
②	将质量不计的氢气球系在金属盒上，重复步骤①	3.2	4.8	1.2
③	往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计的示数为4.8N，重复步骤①	4.8	6.4	1.9

a．此实验是根据二力平衡原理测出摩擦力大小的．
b．实验步骤②使用氢气球是为了改变压力大小（填“压力”或“重力”）．
c．只根据实验步骤②、③的数据不能（填“能”或“不能”）说明摩擦力大小与压力有关．
d．小明觉得，与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验有许多优点，请你写出一点：台式测力计处于静止状态，方便读数．

Answer 1

分析 （1）探究滑动摩擦力跟受力面积的关系时，控制接触面粗糙程度和压力都不变，改变受力面积大小，可以使长方体木块平放、侧放、竖放在水平长木板上，用弹簧测力计匀速直线拉动．
（2）探究滑动摩擦力跟接触面积大小的关系时，要控制压力大小和接触面粗糙程度不变．
（3）在探究摩擦力与哪些因素有关的实验中，利用二力平衡条件来测量摩擦力的大小；
此题探究摩擦力与重力、压力的关系，所以在探究过程中，要注意控制变量法的应用．

解答 解：
（1）滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关，探究“滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关”，保证压力大小和接触面粗糙程度都不变，可以使长方体木块平放、侧放、竖放在水平长木板上来改变受力面积大小，用弹簧测力计匀速直线拉动．
（2）探究滑动摩擦力跟接触面积大小的关系，要控制压力大小和接触面粗糙程度不变，实验时没有控制好压力大小不变，得出的结论是不可信的．
（3）a、在实验中拉动白纸运动时，金属盒始终处于静止状态，根据二力平衡条件，金属盒受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，所以拉力与摩擦力的大小相等；
b、实验步骤②使用氢气球，由于氢气球向上拉金属盒，所以金属盒对白纸的压力变小，但其本身的重力不变；
c、实验步骤②、③的数据，物体的重力和压力都不相同，没有控制重力不变，所以不能说明摩擦力大小与压力有关；
d、由于摩擦力大小与物体运动速度无关，所以在实验中，若拉动白纸时，操作比较方便，可以不做匀速直线运动，而金属盒始终处于静止状态，拉力与摩擦力平衡，测力计示数会很稳定便于读数，但无论是抽动白纸还是拉动金属盒做匀速直线运动，都是根据二力平衡条件来测量摩擦力的．
故答案为：
（1）ace；（2）未控制压力一定；（3）a、二力平衡；b、压力；c、不能；d、台式测力计处于静止状态，方便读数．

点评 掌握滑动摩擦力大小的影响因素，利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素．