Question

17．為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)，小明同學(xué)在老師的指導(dǎo)下做了一系列實(shí)驗(yàn)．以下是部分實(shí)驗(yàn)步驟（實(shí)驗(yàn)過程中保持長木板水平且固定）．

第一次：把木塊水平放在長木板上，用彈簧測力計(jì)水平拖拉木塊，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)（如圖甲），讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)，并記入表中：
第二次：把木塊側(cè)方在長木板上，用同樣的方法拉木塊（如圖乙），記下相應(yīng)的示數(shù)；
第三次：把兩塊相同的木塊疊放在一起平放在長木板上，再用同樣的方法拉木塊（如圖丙），記下相應(yīng)的示數(shù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	木塊對木板的壓力/N	彈簧測力計(jì)的示數(shù)/N	滑動(dòng)摩擦力/N
1	20	4.0	4.0
2	20	4.0	4.0
3	40	8.0	8.0

（1）該實(shí)驗(yàn)的原理是根據(jù)二力平衡知道摩擦力大小的；請你依據(jù)這個(gè)原理幫助小明填全表格內(nèi)的數(shù)據(jù)；
（2）比較第1和2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)；
（3）比較1、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以初步得出的結(jié)論是：在接觸面粗糙程度不變的情況下，滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．．

Answer 1

分析 （1）摩擦力很難直接觀察得到，因此，利用轉(zhuǎn)換法的思想，當(dāng)用彈簧測力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力與摩擦力是一對平衡力，這樣可得到摩擦力的大小；
（2）（3）摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，而與接觸面積無關(guān)，在探究時(shí)，應(yīng)運(yùn)用控制變量法，每次只研究其中的一個(gè)量，保持其他的量不變．

解答 解：
利用轉(zhuǎn)換法來測量摩擦力時(shí)，當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力與摩擦力是一對平衡力，此時(shí)可通過彈簧測力計(jì)的示數(shù)得出拉力的大��；
（1）實(shí)驗(yàn)2中彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力的大小，為4N；實(shí)驗(yàn)3中木塊對木板的太力增大了一倍，為40N；
（2）第1、2兩次實(shí)驗(yàn)是在壓力、接觸面的粗糙程度都相同的情況下進(jìn)行的，只改變了接觸面積的大小，摩擦力大小不變，可得結(jié)論：在壓力、接觸面的粗糙程度都相同的情況下，滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)；
（3）第1、3兩次實(shí)驗(yàn)是在接觸面粗糙程度不變的情況下，使壓力增大了，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)也增大了，可得結(jié)論：在接觸面粗糙程度不變的情況下，滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
故答案為：（1）二力平衡；
見下表；

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	木塊對木板的壓力/N	彈簧測力計(jì)的示數(shù)/N	滑動(dòng)摩擦力/N
1	20	4	4
2	20	4	4
3	40	8	8

（2）1和2；（3）在接觸面粗糙程度不變的情況下，滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．

點(diǎn)評 在此類實(shí)驗(yàn)中，需要探究的量一般有三個(gè)，這里探究了其中的兩個(gè)，即摩擦力大小與壓力大小、接觸面積的大小的關(guān)系，其中，與壓力大小有關(guān)，與接觸面積的大小無關(guān)，這是我們應(yīng)該熟知的結(jié)論；同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中還分別用到了轉(zhuǎn)換法和控制變量法，也是我們應(yīng)該掌握的物理學(xué)的基本研究方法．