Question

小强同学想探究滑动摩擦力与物体的运动速度是否有关，他设法找到了以下器材：
a．斜面　 b．带钩的长方体木块　 c．放在课桌面上的表面平整的长木板　d．几条毛巾e．直尺　 f．弹簧测力计　g．硬纸板
（1）请你帮他选出所需要的实验器材（用器材前面的字母表示）________
（2）简述主要的实验步骤
（3）作简要的分析与论证．

Answer 1

解：（1）确立实验的主要思路为用弹簧测力计拉着木块在长木板上做匀速直线运动，只改变速度，观察弹簧测力计示数的大小进行分析比较，据此可选出需要的器材为：弹簧测力计、带钩的长方体木块、放在课桌面上的表面平整的长木板，其序号分别为b、c、f；
故答案为：b、c、f；
（2）实验步骤：
A、将带钩的长方体木块放在长木板上，用弹簧测力计以速度V₁水平匀速拉动，记下示数F₁；
B、然后再以另一个速度V₂匀速拉动，记下示数F₂；
C、比较F₁、F₂的大小，得出结论；
（3）分析论证：若两次示数相等，则说明滑动摩擦力与物体的运动速度无关，反之，则有关．
从理论上分析，这是因为滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，实验中这两个因素都是相同的，物体做匀速直线运动时，拉力又与摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力不变，弹簧测力计的示数自然也不会变．
分析：（1）首先确定实验的原理及整体思路，才能有针对性地选择实验器材．摩擦力在通过弹簧测力计来间接测出，弹簧测力计要拉动的物体最好选择带钩的长方体木块，同时还需要一块平整的长木板来作为接触面；
（2）实验中主要是控制压力和接触面的粗糙程度不变，用弹簧测力计拉着木块以不同的速度匀速滑动，记录弹簧测力计的示数，据此可设计合理的实验步骤；
（3）在分析与论证时，主要看弹簧测力计的示数是否相同，并搞清示数相同或不同分别说明了什么样的问题．
点评：设计实验前我们首先应对本实验的内容有一个明确的认识，滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，而与物体运动的速度是无关的．正是因为无关，我们在设计实验时更应该注意用好控制变量法，确保其他条件相同，只改变速度，才能得出正确的结论．