Question

2．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）小明把長(zhǎng)方體木塊放在水平桌面上，為了測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小，他用彈簧測(cè)力計(jì)水平勻速拉動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)．記下此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F₁，則滑動(dòng)摩擦力的大小等于F₁．接著，他在木塊上先后增加二個(gè)和四個(gè)砝碼，重復(fù)前面的步驟，分別讀出對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F₂和F₃，發(fā)現(xiàn)F₃＞F₂＞F₁，這說(shuō)明在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
（2）在探究滑動(dòng)摩擦力是否與物體間的接觸面積有關(guān)時(shí)，小明先后用大、小木塊按圖甲所示的方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)，小明的做法是否正確不正確，理由是沒(méi)有控制壓力大小相同．
（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，另一端鉤住木塊，木塊下面是一長(zhǎng)木板，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)出木塊與木板間的摩擦力，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)，請(qǐng)你說(shuō)出其中原因：
①不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)
②測(cè)力計(jì)靜止，便于讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡的條件分析；
影響滑動(dòng)摩擦力大小因素有兩個(gè)：壓力大小和接觸面的粗糙程度，研究與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，要控制另外一個(gè)因素不變，根據(jù)圖中現(xiàn)象得出結(jié)論；
（2）探究滑動(dòng)摩擦力是否與物體間的接觸面積有關(guān)時(shí)，要控制壓力 大小和接觸面的粗糙程度相同；
（3）從方便實(shí)驗(yàn)操作、方便讀數(shù)的角度分析答題．

解答 解：（1）只有沿水平方向用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大�。�測(cè)力計(jì)示數(shù)）才等于摩擦力的大小．故需用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉著物體做勻速運(yùn)動(dòng)；
滑動(dòng)摩擦力的大小等于F₁；他在木塊上先后增加二個(gè)和四個(gè)砝碼，增加了壓力大小，重復(fù)前面的步驟，分別讀出對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F₂和F₃，發(fā)現(xiàn)F₃＞F₂＞F₁，根據(jù)二力平衡的條件，滑動(dòng)摩擦力逐漸增大，故得出的結(jié)論是：在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；
（2）在探究滑動(dòng)摩擦力是否與物體間的接觸面積有關(guān)時(shí)，小明先后用大、小木塊按圖甲所示的方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有控制壓力大小相同，故小明的做法不正確；
（3）如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，木塊與彈簧測(cè)力計(jì)固定不動(dòng)，拉動(dòng)木板運(yùn)動(dòng)，該裝置的優(yōu)點(diǎn)是：不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，方便實(shí)驗(yàn)操作，測(cè)力計(jì)靜止，便于讀數(shù)．
故答案為：（1）勻速；F₁；在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；
（2）不正確；沒(méi)有控制壓力大小相同；
（3）①不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)
②測(cè)力計(jì)靜止，便于讀數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 本題探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，考查實(shí)驗(yàn)原理及控制變量法的運(yùn)用及對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)估．