Question

1．在探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，小明的實(shí)驗(yàn)過程如圖所示．

（1）實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵是什么？答：控制木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）由甲、乙兩圖得到的結(jié)論是：在壓力一定的情況下，接觸面越粗糙滑動(dòng)摩擦力越大．圖乙和圖丙探究的問題是：滑動(dòng)摩擦力與壓力的關(guān)系．
（3）在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，小明又猜想：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與物體的接觸面積有關(guān)．
請(qǐng)你利用圖中已有的器材，設(shè)計(jì)探究方案驗(yàn)證小明的猜想利用圖甲（或圖丙）的器材，將木塊分別側(cè)放和平放，勻速拉動(dòng)木塊，比較彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；若彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同，則滑動(dòng)摩擦力與物體的接觸面積無關(guān)，否則有關(guān)．
（4）小麗在水平桌面上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平向左拉動(dòng)木塊，使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖丁所示，木塊所受的滑動(dòng)摩擦力為2.8N．
（5）小華將木塊沿豎直方向截去一半后，測(cè)得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉硪话耄纱说贸觯夯瑒?dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小．你認(rèn)為他的探究過程中存在的問題是在此研究中沒有保持壓力不變．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)摩擦力在物體的接觸面上，所以摩擦力的大小無法直接測(cè)量，可借助于平衡力的條件，將摩擦力的大小轉(zhuǎn)化成測(cè)力計(jì)示數(shù)的大小進(jìn)行測(cè)量．
（2）根據(jù)控制變量法的要求，分析圖甲、乙所示實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析答題．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量分析圖乙、丙所示實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析答題得出結(jié)論．
（3）要探究滑動(dòng)摩擦力的大小和物體接觸面積大小的關(guān)系，需要控制壓力的大小和接觸面的粗糙程度均一定而接觸面積的大小不同．
（4）在實(shí)驗(yàn)中，讓彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)拉力與摩擦力平衡，在讀取示數(shù)時(shí)應(yīng)先確定彈簧測(cè)力計(jì)的分度值；
（5）滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小無關(guān)，探究過程中應(yīng)注意控制壓力和接觸面的粗糙程度不變．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)水平勻速拉動(dòng)木塊，木塊處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知，滑動(dòng)摩擦力等于拉力，實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵是控制木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）由圖甲、乙所示實(shí)驗(yàn)可知，甲和乙圖壓力相等，接觸面的粗糙程度不同，乙的接觸面比甲更粗糙，從測(cè)力計(jì)的示數(shù)看，乙的示數(shù)更大，由此可得：壓力一定，滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，即在壓力一定的情況下，接觸面越粗糙滑動(dòng)摩擦力越大．
由圖乙、丙所示實(shí)驗(yàn)可知，木塊與木板間接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同，物體受到的滑動(dòng)摩擦力不同，由此可知，物體受到的滑動(dòng)摩擦力與物體間的壓力有關(guān)，由此可知，乙和丙是研究滑動(dòng)摩擦力與壓力的大小關(guān)系．
（3）探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面面積的關(guān)系應(yīng)控制接觸面的粗糙程度與物體間的壓力都相等而接觸面的面積不同，可以：利用圖甲（或圖丙）的器材，將木塊分別側(cè)放和平放，勻速拉動(dòng)木塊，比較彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
（4）讀圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N，其示數(shù)為2N+0.8N=2.8N，根據(jù)二力平衡知識(shí)可知，此時(shí)拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，則木塊所受的摩擦力為2.8N；
（5）探究滑動(dòng)摩擦力跟接觸面積大小的關(guān)系，要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變，實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有控制好壓力大小不變，得出的結(jié)論是不可信的．
故答案為：（1）控制木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（2）在壓力一定的情況下，接觸面越粗糙滑動(dòng)摩擦力越大；滑動(dòng)摩擦力與壓力的關(guān)系；
（3）利用圖甲（或圖丙）的器材，將木塊分別側(cè)放和平放，勻速拉動(dòng)木塊，比較彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；若彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同，則滑動(dòng)摩擦力與物體的接觸面積無關(guān)，否則有關(guān)；
（4）2.8；
（5）在此研究中沒有保持壓力不變．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)，分析圖示物理情景、熟練應(yīng)用控制變量法即可正確解題；根據(jù)控制變量法來設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，屬于中考常見題型．