Question

7．在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗中，選用的器材有：正方體木塊，讀數(shù)準(zhǔn)確的彈簧測力計，一面較光滑一面較粗糙的長木板、鉤碼若干．同學(xué)們提出了以下幾種猜想：
A．摩擦力的大小與物體運動的速度有關(guān)
B．摩擦力的大小與物體間接觸面積大小有關(guān)
C．摩擦力的大小與物體間的接觸面的粗糙程度有關(guān)
D．摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)
（1）組裝的實驗裝置如圖甲所示，實驗中要求彈簧測力計勻速直線拉動木塊．
（2）下表是小明同學(xué)設(shè)計并記錄的實驗數(shù)據(jù)表格：

實驗次數(shù)	壓力	長木板表面	木塊放置	木塊運 動快慢	彈簧測力計的示數(shù)/N
1	一個木塊	較光滑	平放	很慢	2.2
2	一個木塊	較光滑	平放	慢	2.2
3	一個木塊	較光滑	平放	較快	2.2

小明同學(xué)的實驗可以驗證猜想A（選填猜想序號）是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）．
（3）采用如圖甲所示的實驗裝置測量木塊與長木板之間的摩擦力時，你認為不足之處有操作上必須要水平勻速直線拉動物塊，操作較為困難．小娟同學(xué)對實驗進行了改進，用圖乙所示的裝置進行了實驗，你認為優(yōu)點有操作上不一定要勻速直線拉動長木板，彈簧測力計相對固定，便于讀數(shù)．
（4）為了探究影響物體受到滑動摩擦力大小的因素，某小組同學(xué)利用木塊A、砝碼B、彈簧測力計等進行實驗，實驗中，他們先在同一水平桌面上分別以不同的速度勻速拉動木塊，然后通過木塊A上增加砝碼B以改變A對桌面的壓力大小，并用測力計測量木塊A受到的滑動摩擦力大小，研究過程如圖丙（a）、（b）和（c）所示，三次實驗中木塊A的速度大小關(guān)系為v₁=v₃＞v₂．請仔細觀察圖中的操作和測量結(jié)果，然后歸納得出初步結(jié)論：
①比較（a）和（b）兩圖可知：滑動摩擦力的大小與物體運動的速度無關(guān)；
②比較（a）和（c）兩圖可知：接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大．

Answer 1

分析 （1）實驗中，要拉動木塊做勻速直線運動，此時拉力與摩擦力相等，是一對平衡力；
（2）滑動摩擦力的大小與物體運動的速度無關(guān)；
（3）可從實際操作的角度，判斷是否容易操作和便于讀數(shù)，據(jù)此找出兩種方式的不同；
（4）根據(jù)控制變量法，結(jié)合實驗中的變量可對實驗結(jié)論做出分析．

解答 解：（1）實驗中要求彈簧測力計勻速直線拉動木塊，此時拉力與摩擦力相等，是一對平衡力；
（2）由表中的實驗數(shù)據(jù)可以看出，無論拉動木塊的速度如何，其拉力的大小均為2.2N不變，即摩擦力的大上不變，因此，可驗證猜想A是錯誤的；
（3）在實驗中，采用如圖甲所示的實驗裝置測量木塊與長木板之間的摩擦力時，操作上必須要水平勻速直線拉動物塊，操作較為困難．
實驗改進后，用圖乙所示的裝置進行實驗，操作上不一定要勻速直線拉動長木板，彈簧測力計相對固定，便于讀數(shù)．
（4）①比較丙中（a）和（b）兩圖可以看出，兩次其它條件相同，只有速度不同，而摩擦力大小不變，故可知：滑動摩擦力的大小與物體運動的速度無關(guān)；
②比較丙中（a）和（c）兩圖可以看出，接觸面相同，拉動速度相同，只有壓力大小不同，摩擦力大小不同，故可知：接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大．
故答案為：（1）勻速直線；
（2）A；錯誤；
（3）操作上必須要水平勻速直線拉動物塊，操作較為困難；操作上不一定要勻速直線拉動長木板，彈簧測力計相對固定，便于讀數(shù)．；
（4）滑動摩擦力的大小與物體運動的速度無關(guān)；接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大．

點評 在本題的實驗中，既考查了二力平衡和控制變量法的運用，又考查了實驗操作的改進和實驗結(jié)論的歸納，綜合性強，考查全面．