Question

為探究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)，小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)．
（1）利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)摩擦力的實(shí)驗(yàn)原理是：

二力平衡

．
（2）在探究滑動(dòng)摩擦力的大小是否與物體間的接觸面積有關(guān)時(shí)，小明先后用大、小木塊按照?qǐng)D甲所示的方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)．小明做法的錯(cuò)誤之處是：

大小木塊對(duì)地面壓力不相等

．
（3）在研究此問(wèn)題時(shí)，小紅設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如圖乙所示，彈簧測(cè)力計(jì)一端固定，另一端勾住長(zhǎng)方形木塊，木塊下面是一長(zhǎng)木塊，實(shí)驗(yàn)時(shí)拉動(dòng)長(zhǎng)木板，然后讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即可測(cè)出木塊和木板間的摩擦力．小明看了小紅的實(shí)驗(yàn)后，認(rèn)為小紅設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)優(yōu)于自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)．對(duì)此，請(qǐng)你分析小紅做法的優(yōu)點(diǎn)是：

滑動(dòng)摩擦力與速度無(wú)關(guān)，不管木板抽出速度如何變化，木塊與木板間的摩擦力不變，彈簧測(cè)力計(jì)指針不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，便于正確讀出摩擦力

．

Answer 1

分析：（1）摩擦力作用在物體的接觸面，無(wú)法直接進(jìn)行測(cè)量，因此，在本實(shí)驗(yàn)中采取轉(zhuǎn)換法，利用二力平衡的原理，當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力就等于摩擦力；
（2）根據(jù)控制變量法的要求，要研究摩擦力大小與接觸面積大小的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，據(jù)此進(jìn)行分析；
（3）本實(shí)驗(yàn)中，想保持木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)比較難，因此，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不容易穩(wěn)定，影響測(cè)量結(jié)果，解決的方案就是想辦法使木塊要么做勻速直線運(yùn)動(dòng)，要么相對(duì)靜止，據(jù)此可分析新方案的優(yōu)點(diǎn)．

解答：解：（1）將摩擦力轉(zhuǎn)換為彈簧測(cè)力計(jì)的拉力來(lái)進(jìn)行測(cè)量，這里是利用了二力平衡的原理；
（2）影響摩擦力大小的因素主要有壓力大小和接觸面的粗糙程度，小明的操作中大小不同的木塊對(duì)接觸面產(chǎn)生的壓力是不同的，因此，不符合控制變量法的要求，正確的做法是應(yīng)控制壓力的大小相等；
（3）比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和效果可以看出，甲圖中較難保持木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)較難準(zhǔn)確讀出，乙圖中木塊和彈簧測(cè)力計(jì)相對(duì)靜止，下方長(zhǎng)木板拉動(dòng)的速度不會(huì)影響摩擦力的大小，因此，示數(shù)會(huì)更穩(wěn)定，更易于讀數(shù)．
故答案為：
（1）二力平衡；
（2）大小木塊對(duì)地面壓力不相等；
（3）滑動(dòng)摩擦力與速度無(wú)關(guān)，不管木板抽出速度如何變化，木塊與木板間的摩擦力不變，彈簧測(cè)力計(jì)指針不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，便于正確讀出摩擦力．

點(diǎn)評(píng)：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，有幾個(gè)點(diǎn)是我們應(yīng)該重點(diǎn)掌握的，一是轉(zhuǎn)換法和二力平衡原理的運(yùn)用，即通過(guò)測(cè)拉力得出摩擦力；二是控制變量法的運(yùn)用，也就是實(shí)驗(yàn)中每次只能研究其中的一個(gè)量，而控制其它量不變；三是為了測(cè)量準(zhǔn)確而采取的改進(jìn)方案，也是值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的．