Question

15．小峰在“探究影響滑動摩擦力大小的因素“時，提出了如下猜想：
猜想一：滑動摩擦力的大小與接觸面所受壓力的大小有關(guān)；
猜想二：滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)；
猜想三：滑動摩擦力的大小與接觸面積大小有關(guān)．
他利用如圖（1）所示的實驗操作來驗證他的猜想（其中圖甲和圖乙是接觸面粗糙程度相同的木板，圖丙接觸面為毛巾）．

（1）為了準(zhǔn)確地測量滑動摩擦力的大小，小峰認(rèn)為實驗中用彈簧測力計水平拉動木塊，應(yīng)該讓它在水平木板上做勻速直線運(yùn)動，這樣做的目的是使摩擦力等于拉力．
（2）如果要想探究猜想二，他應(yīng)該選擇乙、丙兩圖所示的實驗步驟來操作，根圖中彈簧測力計的示數(shù)（F_甲＜F_乙＜F_丙）可得結(jié)論：在壓力、接觸面積一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．
（3）要探究猜想三，他將木塊沿豎直方向切去一半，重復(fù)步驟甲的實驗操作過程，通過比較，他得出結(jié)論：滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關(guān)．你認(rèn)為他的結(jié)論可靠嗎？不可靠．小峰在實驗中存在的問題是沒有控制壓力不變．
（4）小峰還想利用已有器材做“探究壓力的作用效沿跟哪些因素有關(guān)”的實驗，于是他找了一塊海綿放在水平桌面上，做了如圖（2）所示的實驗．
①實驗中小峰是通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果的．
②分析比較B、D兩圖的實驗現(xiàn)象，可得出結(jié)論：當(dāng)受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越顯著．
③小峰把圖（2）中的木塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊，并把其中的一塊拿走，則剩下的木塊和圖（2）中整塊木塊對海綿的壓力的作用效果相同 （選填“相同“或”不相同“）．

Answer 1

分析 （1）掌握二力平衡條件，要正確測出摩擦力的大小，需拉動木塊做勻速直線運(yùn)動；
（2）根據(jù)猜想，要探究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面積大小相同，改變接觸面的粗糙程度；
（3）要探究摩擦力大小與接觸面積的大小的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，改變接觸面積的大�。�
（4）①壓力的作用效果主要表現(xiàn)在物體的形變上，可以通過海綿的形變程度來反映壓力作用效果是否明顯；
②影響壓力作用效果的因素是壓力的大小和受力面積的大�。禾骄繅毫Φ淖饔眯Ч�和壓力大小的關(guān)系時就要保證受力面積一定；
③影響壓力作用效果的因素是壓力大小和受力面積的大小，當(dāng)兩個因素同時減小一半時，其作用效果不變．

解答 解：
（1）實驗中應(yīng)該用彈簧測力計水平勻速直線拉動木塊在長木板上滑動，根據(jù)二力平衡原理，拉力和摩擦力是一對平衡力，摩擦力等于拉力；
（2）要探究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面積大小相同，改變接觸面的粗糙程度，所以應(yīng)選擇乙圖和丙圖；
由圖知，在壓力、接觸面積大小一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
（3）要探究摩擦力大小與接觸面積的大小的關(guān)系，需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，改變接觸面積的大小，將木塊切去一半，則在接觸面積變化的同時，壓力也發(fā)生了變化，所以得出錯誤結(jié)論；
（4）①力可以改變海綿的形狀，通過海綿凹陷程度表示壓力作用效果大��；
②分析比較圖B和圖D可知，兩圖的受力面積相同，壓力的大小不同，海綿的凹陷程度不同，且壓力越大，海綿的凹陷程度越大，可得結(jié)論：在受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越顯著；
③圖（2）中的木塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊，并把其中的一塊拿走，壓力的大小和受力面積的大小同時減小，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$，壓力的作用效果，即壓強(qiáng)將不變．
故答案為：（1）勻速直線；使摩擦力等于拉力；（2）乙、丙；接觸面越粗糙；（3）不可靠；沒有控制壓力不變；（4）①海綿的凹陷程度；②B、D；③相同．

點評 此題是探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗和“探究壓力的作用效沿跟哪些因素有關(guān)”的實驗，考查了學(xué)生對控制變量法的理解和應(yīng)用，采用控制變量法研究物理問題時，要明確一個物理量可能受幾個因素的影響，一定要注意控制什么，改變什么．