Question

3．如图所示，在“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中：

（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动，这样做的目的是让弹簧测力计示数等于滑动摩擦力的大小．
（2）在甲、乙、丙所示图中，分别用F₁=1N，F₂=2N，F₃=1.5N的拉力，拉着物块A匀速前进．分析甲、乙两图可得：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；分析甲、丙两图可得：在压力一定时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大．
（3）大量实验进一步证明：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成正比．在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B，用弹簧测力计拉着物块A，使物块B随A一起匀速前进（如图丁所示）．此时弹簧测力计示数为F₄，则F₄=3N；此运动过程中，物块B受到的摩擦力为0N．
（4）小华将木块沿竖直方向截去一半后，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．他的探究过程存在的问题是没有控制压力相同．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡条件的知识进行分析，一对平衡力的大小相等；
（2）分析三幅图中的控制的量和改变的量结合测力计的示数得出结论；
（3）根据摩擦力与压力的关系结合丙图的示数得出结论；
根据摩擦力产生的条件得出B受到的摩擦力；
（4）滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，所以在设计、分析实验时要运用控制变量的思想．

解答 解：
（1）实验过程中，必须用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，拉力和摩擦力平衡，大小才相等；
（2）甲、乙两图，接触面粗糙程度相同，乙的压力大于甲的压力，拉力大于甲的拉力，可得在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
甲、丙两图，压力相同，丙比甲接触面粗糙，丙的拉力大于甲的拉力，可得在压力一定时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大；
（3）在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小成正比，丁与丙的接触面粗糙程度相同，丁的压力是丙的2倍，所以摩擦力是丙的2倍，拉力也是丙的2倍，应为1.5N×2=3N；
又AB两物体同时向前做匀速直线运动，所以它们之间没有摩擦力；
（4）因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时，应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变，小华将木块沿竖直方向截去一半后，虽然接触面的粗糙程度没变，但木块对接触面的压力减小了一半，所以得出了错误的结论．
故答案为：（1）水平；匀速直线；让弹簧测力计示数等于滑动摩擦力的大小；（2）压力；甲、丙； （3）3；0；（4）没有控制压力相同．

点评 本题考查探究摩擦力大小与什么因素有关，注意实验中应用的研究方法：控制变量法、转换法以及二力平衡原理等．