Question

12．某興趣小組的同學(xué)利用如圖所示裝置，探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)系”，提出了以下幾種猜想：
A、滑動摩擦力的大小與物體接觸面積的大小有關(guān)
B、滑動摩擦力的大小與物體受到的壓力大小有關(guān)
C、滑動摩擦力的大小與物體運動速度有關(guān)
D、滑動摩擦力的大小與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)
為了驗證以上猜想是否正確，小組同學(xué)進行了實驗．
（1）實驗中為了測量滑動摩擦力的大小，應(yīng)將彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊．
（2）實驗中所用的木塊完全相同，操作方法正確，實驗過程及實驗數(shù)據(jù)如表所示．

不同表面	實驗次數(shù)	木塊的放置方式	木塊的運動速度	彈簧秤讀數(shù)/N
木塊表面	1	一個平放	v	1.6
	2	一個平放	1.5v	1.6
	3	一個側(cè)放	v	1.6
	4	兩個平疊放	v	3.2
木塊上鋪毛巾	5	一個平放	1.5v	2.4
	6	兩個平疊放	v	4.8

①由第1和2次實驗，可驗證猜想C是錯誤的．
②由第1和3次實驗，可得出的結(jié)論是：滑動摩擦力的大小與物體接觸面積大小無關(guān)．
③由第1和4次實驗，可得出的結(jié)論是滑動摩擦力大小與壓力大小有關(guān)．
④除第2和5次實驗可以驗證猜想D外，還有實驗也可驗證猜想D，請你寫出兩組，兩組實驗分別是1和5，4和6（只填實驗次數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）物體在平衡力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運動狀態(tài)，二力平衡時，摩擦力等于拉力．
（2）滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，要研究滑動摩擦力與其中一個量之間的關(guān)系，要控制另一個量不變．重點是抓住變量和不變量進行分析．

解答 解：（1）用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，木塊受的拉力和摩擦力是一對平衡力，摩擦力等于彈簧測力計的拉力；
（2）①第1和2次實驗相比較，不變量是壓力大小、接觸面的粗糙程度、接觸面積的大小，變量是木塊的運動速度，因此研究的是滑動摩擦力的大小與運動速度的關(guān)系；彈簧秤讀數(shù)相同，則摩擦力大小相同，說明滑動摩擦力與運動速度無關(guān)．因此可驗證猜想C是錯誤的．
②第1和3次實驗相比較，不變量是壓力大小、接觸面的粗糙程度、木塊的運動速度，變量是接觸面積的大小，因此研究的是滑動摩擦力的大小與接觸面積大小的關(guān)系，彈簧秤讀數(shù)相同，說明滑動摩擦力與接觸面積大小無關(guān)；
③第1和4次實驗相比較，不變量是接觸面的粗糙程度、接觸面積的大小、木塊的運動速度，變量是壓力大小，因此研究的是滑動摩擦力的大小與壓力大小的關(guān)系；摩擦力大小不同說明與壓力的大小有關(guān)；
④由①和②我們知道：摩擦力的大小與物體運動速度和接觸面積大小無關(guān)，所以要驗證摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，只保證控制壓力的大小相同，接觸面的粗糙程度不同就行，除第2和5次實驗之外，符合這個要求的還有1和5，3和5，4和6．
故答案為：（1）勻速；
（2）①C；②接觸面積大小無關(guān)；③滑動摩擦力大小與壓力大小有關(guān)；④1、5（3、5）；4、6．

點評 此題是探究影響滑動摩擦力的因素，主要考查了對二力平衡條件的應(yīng)用及運用控制變量法對實驗的數(shù)據(jù)進行分析．屬力學(xué)中的重要實驗．