Question

在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中．
（1）在水平桌面上，用弹簧测力计水平向右拉动术块，使其作匀速直线运动，弹簧测力计示数如图甲所示．根据______知识可知，木块所受的滑动摩擦力为______N；

（2）小华将木块沿竖直方向截去一半后（如图乙所示），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______．
（3）在操作（1）的基础上，只利用现有的器材，如何证实“滑动摩擦力的大小是否与接触面积的大小有关”？简要说明你的做法：______．
（4）小华发现在操作（1）的时候很难做到使木块保持作匀速直线运动，为了更准确地测出小块所受的滑动摩擦力，应如何改进操作？简要说明做法：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，是利用了二力平衡，将摩擦力转换为弹簧测力计的拉力来进行测量，因此，必须使物体在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数就是摩擦力的大小；
（2）木块截去一半，是改变了接触面积的大小，同时更是改变了压力的大小，而摩擦力大小只受压力大小和接触面粗糙程度的影响，据此可做出判断；
（3）如果要探究“滑动摩擦力的大小是否与接触面积的大小有关”应控制压力大小和接触面的粗糙程度不变，据此来进行设计；
（4）想办法固定木块和弹簧测力计，而拉动下面的长木板，即可起到相应的效果．
解答：解：
（1）从实验原理分析，实验中用到了二力平衡的原理，将摩擦力转换为弹簧测力计的拉力来进行测量，此时二力大小相等，故读图可知，滑动摩擦力为2.2N；
（2）木块截去一半后，其压力和接触面积都变为原来的一半，而摩擦力的大小与压力大小有关，与接触面积的大小无关，故小华得出的结论是错误的．主要是因为他没有保持压力大小不变；
（3）根据控制变量法的要求，在保证压力和接触面的粗糙程度不变的情况下，将木块改为竖放或侧放，重复上述实验；
（4）为了使弹簧测力计和木块的位置相对不变，可采取用水平绳子将弹簧测力计一端固定在墙上，然后将木板水平向左拉出即可．
故答案为：
（1）二力平衡；2.2；
（2）没有保持压力不变；
（3）将木块改为竖放或侧放重复上述实验；
（4）将弹簧测力计的另一端用水平绳子连接在墙上，然后将木板水平向左拉出．
点评：二力平衡原理是本实验成功的基本原理，转换法和控制变量法是本实验操作中用到的基本实验方法，对新猜想的实验设计和对实验的进一步改进是我们在日常实验中应该锻炼的能力，本题从各个角度考查了“影响滑动摩擦力大小的因素”这一重要实验，值得我们好好掌握．