Question

5．小明在探究“滑動(dòng)摩擦力大小于哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，提出以下猜想：
猜想一：滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)；
猜想二：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力大小有關(guān)；
猜想三：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)；
小明通過如圖所示的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，驗(yàn)證猜想二和猜想三的數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	1	2	3	4	5
接觸面	木板	木板	木板	棉布	毛巾
壓力/N	1.0	1.5	2.0	1.0	1.0
彈簧測力計(jì)示數(shù)/N	0.4	0.6	0.8	0.5	0.6

回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)中，小明用彈簧測力計(jì)水平拉著木塊在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其目的是使滑動(dòng)摩擦力的大小等于（選填“大于”“小于”或“等于”）彈簧測力計(jì)的示數(shù)．
（2）為驗(yàn)證猜想一，小明用彈簧測力計(jì)水平水平拉著木塊沿水平方向以不同的速度在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)相同，說明滑動(dòng)摩擦力的大小與速度無關(guān)．
（3）分析1、2、3次試驗(yàn)可驗(yàn)證猜想二，在接觸面不變的條件下，滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力大小有關(guān)．
（4）分析1、4、5次試驗(yàn)，小明得出，在壓力相同的條件下，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大，老師提出小明的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)加以改造，應(yīng)控制在物體的運(yùn)動(dòng)速度相同的條件下粗糙程度不同．
【拓展】小明完成實(shí)驗(yàn)后，將長木板一端支起，用彈簧測力計(jì)沿平行斜面方向向上拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為0.92N，那木塊對(duì)木板的壓力為0.8N．已知木板上0.5m，支起的高度為0.3m，木板重1N．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡的條件分析；
（2）由題意知，滑動(dòng)摩擦力大小可能與物體的運(yùn)動(dòng)的速度、壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，研究滑動(dòng)摩擦力的大小與速度的關(guān)系，要控制壓力和接觸面的粗糙程度相同，只改變運(yùn)動(dòng)速度的大小，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論；
（3）研究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力大小的關(guān)系，要控制接觸面的粗糙程度相同，只改變壓力大小，據(jù)此回答；
（3）影響滑動(dòng)摩擦力大小因素有兩個(gè)：壓力大小和接觸面的粗糙程度，研究與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，要控制另外一個(gè)因素不變，根據(jù)圖中現(xiàn)象得出結(jié)論．
 （4）研究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系時(shí)，要控制壓力大小和物體運(yùn)動(dòng)的速度相同，只改變接觸面的粗糙程度； 
 拓展：分析物體受到的力，根據(jù)物體處于平衡狀態(tài)受平衡力的作用，在垂直木板方向受平衡力的作用，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)求出重力在垂直木板方向上的分力，得出木塊對(duì)木板的壓力．

解答 解：（1）只有沿水平方向用彈簧測力計(jì)拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體在水平方向上受到平衡力的作用，滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)；
（2）研究滑動(dòng)摩擦力的大小與速度的關(guān)系，要控制壓力和接觸面的粗糙程度相同，只改變運(yùn)動(dòng)速度的大小，小明用彈簧測力計(jì)水平拉著木塊沿水平方向以不同的速度在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)相同，說明滑動(dòng)摩擦力的大小與速度無關(guān)；
（3）分析 1、2、3次試驗(yàn)可驗(yàn)證滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力大小有關(guān)，由表中數(shù)據(jù)可知，在接觸面不變的條件下，滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力大小有關(guān)；
（4）分析1、4、5次試驗(yàn)，小明得出，在壓力相同的條件下，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大，老師提出小明的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)加以改造，應(yīng)控制在物體的運(yùn)動(dòng)速度相同的條件下粗糙程度不同；
拓展：將長木板一端支起，用彈簧測力計(jì)沿平行斜面方向向上拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F=0.92N，物體受到的重力為G，木板對(duì)物體的支持力為N，對(duì)物體的滑動(dòng)摩擦力為f，如下圖所示：

物體在四個(gè)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體在垂直木板方向受到平衡力的作用，即N等于G在垂直木板上的分力，由勾股定理，三角形的另一直角邊為$\sqrt{（0.5m）^{2}-（0.3m）^{2}}$=0.4m，由數(shù)學(xué)知識(shí)，cosα=$\frac{0.4}{0.5}$，重力的分力大小為：
G_分=1N×$\frac{0.4m}{0.5m}$=0.8N，木塊對(duì)木板的壓力為0.8N．
故答案為：（1）等于；（2）無關(guān)；（3）1、2、3，有關(guān)；（4）物體運(yùn)動(dòng)速度；
擴(kuò)展：0.8．

點(diǎn)評(píng) 本題探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，考查實(shí)驗(yàn)原理及控制變量法的運(yùn)用和力的平衡知識(shí)．