Question

9．在探究“滑动摩擦力的大小与那些因素有关”的活动中，小黄同学提出了以下猜想：
A．滑动摩擦力的大小可能与物体的运动速度有关．
B．滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关．
C．滑动摩擦力的大小可能与压力的大小有关．
小黄同学进行了如图的甲、乙、丙三个实验探究过程：

①在实验中，小黄应该沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线 运动．
②对比图中甲丙两个探究过程，可以验证猜想C．
③实验探究中，小黄采用的实验方法是C
A．类比法      B．科学推理法      C．控制变量法
④在甲探究过程中，小黄正确操作，拉动物体时，测力计示数是2N，此时摩擦力为2 N，若拉力增大到3N时，摩擦力为2 N．
小黄将木块沿竖直方向切去一半，重做实验，通过比较得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面的大小有关，你认为他的结论是错误（选择“正确”或“错误”），为什么没有控制压力相同．此实验过程中，很难控制木块做匀速直线运动，测力计读数不准确，针对实验中的不足，写出改进方案．（画图或文字说明均可）

Answer 1

分析 （1）弹簧测力计拉动物体时，弹簧测力计显示拉力大小，要使拉力等于摩擦力，物体要进行匀速直线运动，根据二力平衡条件求出摩擦力大小．
（2）摩擦力可能跟压力大小、接触面粗糙程度、运动速度有关，探究滑动摩擦力大小跟压力大小关系时，控制接触面粗糙程度和运动速度不变，改变压力大小，观察摩擦力大小的变化，由此可以判断要选择的实验．
（3）当一个物理量受到多个因素的影响时，探究物理量和其中一个因素的关系时，控制其它因素不变，这种方法是控制变量法．
（4）①当弹簧测力计水平方向匀速直线拉动物体时，摩擦力大小等于拉力大小，根据二力平衡条件求出摩擦力大小；
②滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟物体的运动速度无关，由此可以判断当物体受到的拉力增大时，摩擦力的大小是多少；
③滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，探究滑动摩擦力大小跟接触面积大小的关系时，控制压力大小和接触面粗糙程度不变；
④实验过程中很难保持物体进行匀速直线运动，可以使弹簧测力计固定，拉动物体下面的长木板，物体相对运动时，压力不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，并且弹簧测力计处于静止状态，便于读数，实验过程中不必要求长木板进行匀速直线运动．

解答 解：
①小黄用弹簧测力计水平拉动物体时，弹簧测力计显示拉力大小，要使摩擦力等于拉力，物体必须做匀速直线运动．
②甲丙实验中接触面粗糙程度一定、压力不同，可以探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系．验证猜想C．
③猜想滑动摩擦力大小跟物体的运动速度、接触面粗糙程度、压力大小有关，探究滑动摩擦力跟其中一个因素的关系时，应控制其它因素不变，这种方法是控制变量法，故C正确．
④小黄用弹簧测力计水平匀速直线拉动物体时，弹簧测力计示数是2N，拉力是2N，根据二力平衡条件得，摩擦力大小等于拉力大小，所以摩擦力大小是2N；
当拉力增大时，压力不变，接触面粗糙程度不变，摩擦力大小不变；
因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，在研究滑动摩擦力大小跟接触面大小的关系时，应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变，小华将木块沿竖直方向截去一半后，虽然接触面的粗糙程度没变，但木块对接触面的压力减小了一半，所以得出了错误的结论；
实验过程中很难保持物体进行匀速直线运动，可以使弹簧测力计固定，拉动物体下面的长木板，物体相对运动时，压力不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，并且弹簧测力计处于静止状态，便于读数，实验过程中不必要求长木板进行匀速直线运动．
所以改进方案为：使弹簧测力计固定，拉动物体下面的长木板．
如故答案为：①匀速直线；②甲丙；③C；④2；2；错误；没有控制压力相同；使弹簧测力计固定，拉动物体下面的长木板．

点评 （1）掌握滑动摩擦力大小的影响因素，能够利用控制变量法探究滑动摩擦力大小的影响因素；
（2）最后一问，采用固定弹簧测力计不动，拉动长木板，不必控制长木板进行匀速直线运动，简化实验，便于操作．