Question

17．在探究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)提出下列猜想：
Ⅰ、與物體速度的大小有關(guān)
Ⅱ、與接觸面的粗糙程度（表面狀況）有關(guān)
Ⅲ、與壓力的大小有關(guān)

（1）為了驗(yàn)證上述猜想是否正確，他采用了圖甲所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)拉著彈簧測力計(jì)使木塊沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)他發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定，便對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，如圖乙所示，他用雙面膠將彈簧測力計(jì)固定在長方體木塊的上表面，用細(xì)線連接彈簧測力計(jì)的掛鉤和電動(dòng)機(jī)．在木塊上放置不同的砝碼，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以不同的轉(zhuǎn)速工作時(shí)，通過細(xì)線水平拉動(dòng)木塊以不同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	表面狀況	壓力/N	摩擦力/N	木塊的速度/m/s
1	木塊在木板上面	2.0	0.6	0.1
2	木塊在木板上面	4.0	1.2	0.1
3	木塊在木板上面	4.0	1.2	0.2
4	木塊在砂紙上面	2.0	1.0	0.1

①分析1、4兩次的實(shí)驗(yàn)記錄，可初步驗(yàn)證猜想Ⅱ．
②分析1、2兩次實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是：在接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)摩擦力是產(chǎn)生在物體接觸面上的力，因此，在測量時(shí)應(yīng)運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，通過二力平衡的原理，借助彈簧測力計(jì)的拉力將其測出．因此，在拉動(dòng)木塊時(shí)要求沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，使拉力與摩擦力成為一對平衡力；
（2）根據(jù)影響摩擦力大小的兩個(gè)因素，結(jié)合控制變量法，可對圖甲、圖乙中的變量和控制量進(jìn)行分析．

解答 解：（1）因?yàn)橹挥心緣K做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力和拉力才是一對平衡力，它們的大小才會(huì)相等，因此，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用彈簧測力計(jì)拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（2）①在3、4兩次實(shí)驗(yàn)中，其壓力、表面狀況和運(yùn)動(dòng)的速度都是不相同的，故不能研究摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系；
②想驗(yàn)證摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度（表面狀況）有關(guān)，即需選擇壓力、速度相同，但接觸面的粗糙程度不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較即可，故選1、4兩次實(shí)驗(yàn)；
③在選1、2兩次實(shí)驗(yàn)中接觸面的粗糙程度相同，壓力不同，由表中數(shù)據(jù)分析可得：在接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
故答案為：（1）勻速直線；（2）①1、4；②在接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)中初中物理中較為典型的探究實(shí)驗(yàn)之一，主要運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法和控制變量的研究方法，這是實(shí)驗(yàn)成功的基礎(chǔ)，也是我們應(yīng)該熟練掌握的實(shí)驗(yàn)技能．同時(shí)，二力平衡條件的運(yùn)用、對實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確分析，也是我們應(yīng)該從這類實(shí)驗(yàn)題中應(yīng)該學(xué)到的．