Question

14．在“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”時(shí)，小紅設(shè)計(jì)了如圖甲、乙、丙所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，三個(gè)實(shí)驗(yàn)中所用的正方體木塊質(zhì)量相同、各面的粗糙程度也相同，長木板上貼有砂紙，圖甲和圖乙中所用的是相同的砂紙．在圖甲和圖丙中，使木塊在長木板上的砂紙上運(yùn)動(dòng)；圖乙中在木塊上疊放一個(gè)鉤碼，使它們在長木板的砂紙上運(yùn)動(dòng)．

（1）同學(xué)們提出了以下幾種猜想，僅用小紅設(shè)計(jì)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以探究下列哪些猜想（填寫選項(xiàng)前的字母）ABD．
A．與壓力大小有關(guān)                  B．與物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)
C．與物體間的接觸面積大小有關(guān)      D．與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)
（2）實(shí)驗(yàn)中木板應(yīng)水平放置，用彈簧測力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則可以認(rèn)為測力計(jì)的示數(shù)等于木塊受到的摩擦力大小．
（3）圖丙中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2.6N．
（4）小紅在探究中發(fā)現(xiàn)測力計(jì)示數(shù)時(shí)大時(shí)�。�她做出了以下分析，其中錯(cuò)誤的是A
A．木塊對(duì)木板的壓力大小可能是變化的
B．木板表面不同位置的粗糙程度可能是不同的
C．木塊的運(yùn)動(dòng)可能不是勻速直線運(yùn)動(dòng)
（5）在實(shí)驗(yàn)評(píng)估階段，同學(xué)們認(rèn)為小紅的實(shí)驗(yàn)還有可以改進(jìn)之處．請你提出一條改進(jìn)的措施：
實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少（或固定彈簧測力計(jì)不動(dòng)而拉動(dòng)木塊）．

Answer 1

分析 （1）要探究摩擦力的大小與多個(gè)因素的關(guān)系，就要用到控制變量法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材結(jié)合控制變量法的思想從而可以確定實(shí)驗(yàn)可以探究的猜想；
（2）實(shí)驗(yàn)中研究的是木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小，彈簧測力計(jì)測量的是木塊受到的拉力，只有木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力的大小才等于摩擦力；
（3）在進(jìn)行測力計(jì)的讀數(shù)時(shí)，注意測力計(jì)的分度值；
（4）測力計(jì)示數(shù)時(shí)大時(shí)小可能是摩擦力大小發(fā)生了變化，也可能是沒有勻速拉動(dòng)物體；
（5）為得出普遍性的結(jié)論，要多次實(shí)驗(yàn)，或?qū)嶒?yàn)的思路是利用二力平衡的條件，通過彈簧測力計(jì)的示數(shù)來得到摩擦力的大小，因此是否能保持正方體木塊勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)是實(shí)驗(yàn)是否合理的關(guān)鍵．

解答 解：
（1）三次實(shí)驗(yàn)，使用的是同一正方體木塊，無法改變木塊與水平面間的接觸面積大小，所以無法探究摩擦力與物體間的接觸面積大小的關(guān)系，C不可以；
A．對(duì)比甲、乙丙個(gè)實(shí)驗(yàn)，可改變壓力大小，保持接觸面的粗糙程度不變，故可研究與壓力大小有關(guān)；
B．三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，任選一個(gè)，控制壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，可改變做勻速直線的速度，比較測力計(jì)的示數(shù)大小，若測力計(jì)示數(shù)不同，則說明摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)；若測力計(jì)示數(shù)相同，則說明摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)；
 D．對(duì)比甲丙實(shí)驗(yàn)，控制壓力大小不變，改變接觸面的粗糙程度，故可研究與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)，
故選ABD；
（2）用彈簧測力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊時(shí)，木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)受到的力是平衡力，根據(jù)二力平衡的知識(shí)，此時(shí)摩擦力的大小等于彈簧測力計(jì)對(duì)木塊拉力的大��；
（3）由丙圖知，測力計(jì)的分度值為0.1N，其示數(shù)為2.6N；
（4）A．木塊對(duì)木板的壓力大小等于物體的重力，大小不變，故A錯(cuò)誤；
B．木板表面不同位置的粗糙程度可能是不同的，造成摩擦力變化，測力計(jì)示數(shù)時(shí)大時(shí)小，故B正確；
C．木塊的運(yùn)動(dòng)可能不是勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力等于摩擦力，故C正確．
（5）原實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，結(jié)論有偶然性，為得出普遍性的結(jié)論，要多次實(shí)驗(yàn)，
根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知，要讓木塊在水平板面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，只有這樣才可以測出摩擦力；由于在拖動(dòng)正方體木塊時(shí)，很難讓木塊保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，才導(dǎo)致了彈簧測力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定；所以實(shí)驗(yàn)中可以固定彈簧測力計(jì)不動(dòng)而拉動(dòng)木板．
故答案為：（1）ABD； （2）水平； 等于； （3）2.6； （4）A；（5）實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少（或固定彈簧測力計(jì)不動(dòng)而拉動(dòng)木塊）．

點(diǎn)評(píng) 此題是“探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，考查了控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，以及摩擦力大小的測量和對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)估及改進(jìn)，綜合性較強(qiáng)．