Question

13．小明在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时，

序号	支持面	木块对支持面 的压力/N	滑动摩擦 力/N
①	毛巾	4
②	木板	6
③	（a）	（b）

（1）利用弹簧测力计测出滑动摩擦力的原理是二力平衡；
（2）小明设计了如下表格，并记录了部分实验数据．为完成实验探究，表格中至少还需要补充的一组内容是：
（a）木板；（b）6．
（3）图甲、乙、丙是其中的三个实验，比较甲图和乙图所示实验，说明摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关．

（4）小明学习了滑动摩擦力的相关知识后，从实验室借了一个弹簧测力计，回家探究了他所穿的不同品牌的运动鞋的防滑能力，他的操作方案：分别用弹簧测力计沿水平方向拉着甲、乙两种不同品牌的运动鞋在水平桌面上做匀速直线运动，读出示数分别为F_甲和F_乙，若F_甲＞F_乙 则甲运动鞋下表面更粗糙．小明的方案是否合理否（选填“是”或“否”）．理由是未控制压力相同．

Answer 1

分析 （1）摩擦力作用在物体的接触面，无法直接进行测量，因此，在本实验中采取转换法，利用二力平衡的原理，当物体处于平衡状态时，弹簧测力计的拉力就等于摩擦力；
（2）要探究摩擦力与压力大小的关系，需使压力不变，接触面粗糙程度相同；要探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需使接触面粗糙程度不同，压力大小相同；
（3）摩擦力的大小和压力、接触面的粗糙程度有关．要研究摩擦力和压力的关系，必须控制接触面的粗糙程度不变，改变压力；要研究摩擦力和接触面粗糙程度的关系，必须控制压力不变，改变接触面的粗糙程度；
（4）摩擦力的大小和压力、接触面的粗糙程度有关，接触面的粗糙程度一定时，表面受到的压力越大，摩擦力就越大．

解答 解：
（1）将摩擦力转换为弹簧测力计的拉力来进行测量，这里是利用了二力平衡的原理；
（2）增加的数据应与其中一组对比，接触面的粗糙程度相同，压力不同，与其中一组压力相同，接触面的粗糙程度不同，所以（a）可填棉布，b应为4N，或（a）填木板，（b）应为6N；
（3）要探究摩擦力的大小与作用在物体表面的压力的关系时，必须控制接触面的粗糙程度相同，压力不同，观察三个实验可知，符合要求的是甲图和乙图；
（4）摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，不同的鞋子的质量不同，对水平面的压力不同，因此在研究鞋子防滑性能时，应该控制鞋子的质量相同．
故答案为：（1）二力平衡；（2）（a）木板；（b）6；（3）乙；（4）否；未控制压力相同．

点评 在本实验中，会有多个因素同时影响着摩擦力的大小，因此，从控制变量法的要求出发，应尽可能多的考虑到各种因素，并保持这些因素不变，从而使所要探究的结果更有说服力．