Question

10．如图是某实验小组做的“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验．

实验次数	接触面	木块对木板的压力/N	滑动摩擦力/N
1	木板		4.0
2	粗糙木板		6.0
3	木板		8.0
4	木板		4.0

（1）为保证实验成功，每次都应用弹簧测力计拉着木块沿水平方向作匀速直线运动，并在此过程中读出弹簧测力计的示数，这种方法叫做转换法．
（2）若已知每个木块的质量为3kg，请你帮助小明填全表格内的数据（g=10N/kg）；
（3）比较1、2两次实验数据，可以得出的结论是压力一定时，滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关．
（4）比较1、3两次实验数据，可以得出的结论是接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比．
（5）比较1、4两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡条件，为了使拉力大小等于摩擦力大小，实验中需拉着木块沿水平方向做匀速直线运动；
（2）根据F=G=mg得出每次木块对桌面的压力大小；根据二力平衡条件得出摩擦力的大小；
（3）比较1、2实验数据，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，可得摩擦力大小是否与接触面粗糙程度有关；
（4）比较1、3数据，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，可得摩擦力大小是否与压力大小有关；
（5）要探究摩擦力大小与接触面积大小的关系，需使压力和接触面的粗糙程度相同，接触面积大小不同．

解答 解：
（1）为保证实验成功，每次都应用弹簧测力计拉着木块沿水平方向作匀速直线运动，此时拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等；这种方法叫做转换法；
（2）1、2、4次压力F=G=mg=3kg×10N/kg=30N；
第3次压力大小F=2G=2×30N=60N；
根据二力平衡条件，摩擦力大小分别为4N、6N、8N、4N；
（3）1、2两次实验数据，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，测力计的示数不同，可得摩擦力大小与接触面粗糙程度有关；
（4）1、3两次实验数据，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，测力计的示数不同，可得摩擦力大小与压力大小有关，且成正比；
（5）1、4两次实验，压力大小和接触面的粗糙程度相同，受力面积不同，测力计的示数相同，可发现滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关．
故答案为：（1）匀速直线；转换；（2）

实验次数	接触面	木块对木板的压力/N	弹簧测力计的示数/N	滑动摩擦力/N
1	木板	30	4.0	4.0
2	粗糙木板	30	6.0	6.0
3	木板	60	8.0	8.0
4	木板	30	4.0	4.0

（3）压力；接触面粗糙程度；（4）接触面粗糙程度；压力大小；（5）1、4．

点评 （1）研究摩擦力的实验是力学的重点实验，不仅要掌握控制变量法和二力平衡条件的特点，而且能够应用其分析问题；
（2）在利用控制变量法分析问题时，明确变量和不变量是解题的关键．