Question

20．為了研究滑動(dòng)摩擦力大小的因素，某同學(xué)做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．

（1）實(shí)驗(yàn)中要使彈簧秤的示數(shù)等于木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小，應(yīng)使木塊在彈簧秤拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）甲、乙兩圖所示的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了：在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
（3）甲、丙兩圖所示的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了：在壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大．
（4）上述實(shí)驗(yàn)表明：滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)．
（5）上述實(shí)驗(yàn)采用了控制變量的研究方法．
（6）小明同學(xué)總感覺(jué)滑動(dòng)摩擦力還應(yīng)與接觸面積的大小有關(guān)，猜想：“面積越大，滑動(dòng)摩擦力越大”．那么，他應(yīng)怎樣用這些器材驗(yàn)證他的猜想是否正確呢？請(qǐng)你寫出他的探究過(guò)程：
步驟（1）：把木塊平放在長(zhǎng)木板上，勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
步驟（2）：把木塊側(cè)放在長(zhǎng)木板上，勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；分析比較：如果F₁=F₂，則滑動(dòng)摩擦力跟物體間的接觸面積無(wú)關(guān)；如果F₁＞F₂，則接觸面積越大，滑動(dòng)摩擦力就越大．

Answer 1

分析 （1）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(cè)力計(jì)測(cè)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；
（2）由甲、乙兩圖可知接觸面的粗糙程度相同，壓力的大小不同，可得出壓力越大，摩擦力越大的結(jié)論；
（3）由甲、丙兩圖可知壓力的大小相同，接觸面的粗糙程度不同，可得出接觸面越粗糙，摩擦力越大的結(jié)論；
（4）可根據(jù)（2）、（3）兩問(wèn)的結(jié)論得出摩擦力的影響因素；
（5）這是研究幾個(gè)因素對(duì)摩擦力的影響，要用控制變量法；
（6）要探究滑動(dòng)摩擦力跟接觸面積有關(guān)時(shí)，采用控制變量法，控制壓力和接觸面的粗糙程度不變，改變接觸面積大小．

解答 解：
（1）用彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)對(duì)木塊拉力的大小；
（2）甲、乙兩圖實(shí)驗(yàn)中，木塊和木板接觸面的粗糙程度相同，乙圖中木塊的上方增加了一個(gè)砝碼，壓力增大了，摩擦力不同，這說(shuō)明：在接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）甲、丙兩圖實(shí)驗(yàn)中，木塊對(duì)接觸面的壓力不變，丙圖中接觸面更粗糙，摩擦力不同，這說(shuō)明：在壓力大小相同時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；
（4）根據(jù)（2）、（3）結(jié)論可得出：滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)；
（5）該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了控制變量法；
（6）要探究滑動(dòng)摩擦力跟接觸面積的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法，控制壓力和接觸面的粗糙程度不變，改變接觸面積大小．
步驟1：把木塊平放在長(zhǎng)木板上，勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
步驟2：把木塊側(cè)放在長(zhǎng)木板上，勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
分析比較：如果F₁=F₂，則滑動(dòng)摩擦力跟物體間的接觸面積無(wú)關(guān)；如果F₁＞F₂，則接觸面積越大，滑動(dòng)摩擦力就越大．
故答案為：（1）勻速直線；
（2）在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大；
（3）在壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙；
（4）壓力大小和接觸面粗糙程度；
（5）控制變量；
（6）步驟1：把木塊平放在長(zhǎng)木板上，勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
步驟2：把木塊側(cè)放在長(zhǎng)木板上，勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
分析比較：如果F₁=F₂，則滑動(dòng)摩擦力跟物體間的接觸面積無(wú)關(guān)；如果F₁＞F₂，則接觸面積越大，滑動(dòng)摩擦力就越大．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)，主要考查了控制變量法和二力平衡條件的應(yīng)用，屬基礎(chǔ)性問(wèn)題，難度不大．