Question

8．为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在老师的指导下做了一系列实验．以下是部分实验步骤（实验过程中保持长木板水平且固定）．

第一次：把木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块（如图甲），使木块在木板上做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数，根据二力平衡的原理，得知摩擦力的大小；
第二次：把木块竖放在长木板上，用同样的方法拉木块（如图乙），记录实验数据；
第三次：把两块相同木块叠在一起平放在长木板上，再用同样方法拉木块（如图丙），记录实验数据．

实验 次数	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	20	4.0	4.0
2	20	4.0	4.0
3	40	8.0	8.0

（1）若已知每个木块的质量相等，请你帮助小明填完整上面表格内的数据；
（2）比较1、2两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关；
（3）比较1、3两次实验数据，可以初步得出的结论是：粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力成正比．．

Answer 1

分析 根据二力平衡的条件分析；
（1）木块对支持面的压力大小等于其重力大小，根据影响滑动摩擦力大小的两个因素分析回答；
由二力平衡的条件，滑动摩擦力大小等于拉力大小；
（2）研究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小的关系，应控制压力大小和接触面的粗糙程度不变，只改变接触面积大小：
（3）比较1、3两次实验数据，找到相同的量和变化的量，得出滑动摩擦力与变化量的关系．

解答 解：只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，拉力大小才等于摩擦力的大小．
（1）由上分析知，第1次实验受到的滑动摩擦力大小等于4.0N；
木块对支持面的压力大小等于其重力大小，第2次实验中，把木块竖放在长木板上，对支持面的压力大小等于其重力大小，为20N，因影响摩擦力大小的两个因素：压力大小和接触面的粗糙程度均没有改变，故摩擦力大小不变为4.0N，拉力大小不变为4.0N；因每个木块的质量相等，第3次实验中，对支持面的压力为：
2×20N=40N，
根据二力平衡的条件，滑动摩擦力大小等于测力计示数即为8.0N；
如下所示：

实验 次数	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	20	4.0	4.0
2	20	4.0	4.0
3	40	8.0	8.0

（2）研究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小的关系，应控制压力大小和接触面的粗糙程度不变，只改变接触面积大小，故比较1、2两次实验数据，可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关；
（3）比较1、3两次实验数据，接触面的粗糙程度相同，第3次压力是第2次的2倍，测力计示数为第1次的2倍，即滑动摩擦力为第1次的2倍，故得出的结论是：粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力成正比．
故答案为：匀速直线   二力平衡；
 （1）如上表所示；
 （2）1、2
（3）粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力成正比．

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及分析数据归纳结论的能力．