Question

20．为探究滑动摩擦力与哪些因素有关，某同学做了以下实验（实验过程中保持长木板水平固定）．
第1次：把木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做匀速直线运动，如图甲所示．读出弹簧测力计的示数并记入表格中；
第2次：把木块侧放在长木板上，重复上述实验操作，如图乙所示；
第3次：把两块与第1次相同的木块叠放在一起，平放在长木板上，重复上述实验操作，如图丙所示．

次数	木块对木板压力/N	弹簧测力计示数/N	滑动摩擦力/N
1	10	4.0	4.0
2	10	4.0	4.0
3	20	8.0	8.0

（1）请把表格内的数据填全．
（2）比较1、2两次实验数据，可发现滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关．
（3）比较1、3两次实验数据，可发现滑动摩擦力的大小与压力的大小有关．
（4）以上三次实验操作中均要求弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，根据弹簧测力计的示数就可以知道木块所受摩擦力的大小，是因为测力计的拉力与木块所受的摩擦力是一对平衡力．

Answer 1

分析 （1）（4）根据二力平衡的条件分析；
（2）影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与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相同；
（3）影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，根据表中数据得出结论．

解答 解：
（1）由图示和表格数据可知，一块木块对木板压力为10N，
把两块与第1次相同的木块叠放在一起，则对木板的压力为10N+10N=20N，
因沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，在水平方向上物体所受的拉力与摩擦力一对平衡力，则摩擦力的大小等于此时测力计的示数．由表中数据可知，此时木块受到的摩擦力大小为8N；

次数	木块对木板压力/N	弹簧测力计示数/N	滑动摩擦力/N
1	10	4.0	4.0
2	10	4.0	4.0
3	20	8.0	8.0

（2）比较1、2两次实验数据，压力大小相同，接触面的粗糙程度相同，接触面积的大小不同，摩擦力大小相等，故可发现滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关．
（3）比较1、3两次实验数据，接触面的粗糙程度相同，压力越大，摩擦力越大，可发现滑动摩擦力的大小与压力的大小有关；
（4）因沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，在水平方向上木块受到测力计的拉力与木块所受摩擦力一对平衡力，所以根据弹簧测力计的示数就可以知道木块所受摩擦力的大小．
故答案为：（1）如上表所示；
（2）1、2；接触面积的大小；
（3）1、3；压力的大小；
（4）测力计的拉力与木块所受的摩擦力．

点评 本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理及控制变量法的运用，体现了对过程和方法的考查．