Question

3．在探究滑動摩擦力與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，王宇和同學(xué)們提出了以下幾種猜想：
①與物體所受重力的大小有關(guān)②與物體間的接觸面積大小有關(guān)③與物體間接觸面積的粗糙程度有關(guān)
實(shí)驗(yàn)室中提供了以下實(shí)驗(yàn)器材：一塊較長且光滑程度一致的木板、一個彈簧測力計(jì)、一個帶鉤的長方體軟木塊、幾個質(zhì)量相同的砝碼和一把能夠切開軟木塊的小刀．
（1）為了驗(yàn)證猜想①是否成立，王宇按照如圖所示的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．當(dāng)他使軟木塊做勻速直線運(yùn)動時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F₁；當(dāng)他向軟木塊上放上一個砝碼并拉動彈簧測力計(jì)使軟木塊做勻速直線運(yùn)動時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F₂．若猜想①成立，則F₁不等于F₂（選填“等于”或“不等于”）．
（2）王宇的同學(xué)從軟木塊上取下砝碼，用小刀將軟木塊沿豎直方向截去一半后，拉動彈簧測力計(jì)，使截?cái)嗪蟮能浤緣K做勻速直線運(yùn)動，結(jié)果他發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F₃＞F₁，于是該同學(xué)就認(rèn)為猜想②是成立的．你認(rèn)為他的做法是不正確（選填“正確”或“不正確”）的．因?yàn)闆]有保證壓力相等．
（3）若要驗(yàn)證猜想③是否成立，你認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)器材中還缺少一塊毛巾（選填“一塊毛巾”或“一把刻度尺”）．加上該實(shí)驗(yàn)器材后，王宇拉動彈簧測力計(jì)使截?cái)嗪蟮能浤緣K做勻速直線運(yùn)動，結(jié)果發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F₄與F₃不相等．由所學(xué)知識可判斷，F(xiàn)₄比F₃大（選填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，跟接觸面積大小、拉力大小、運(yùn)動速度無關(guān)，當(dāng)接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（2）探究滑動摩擦力跟接觸面積大小的關(guān)系時，要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變；
（3）要探究摩擦力與物體間接觸面積的粗糙程度有關(guān)，需要控制壓力一定，改變接觸面的粗糙程度；壓力一定時，接觸面越粗糙，摩擦力越大．

解答 解：
（1）當(dāng)軟木塊做勻速直線運(yùn)動時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F₁；當(dāng)向軟木塊上放上一個砝碼并拉動彈簧測力計(jì)使軟木塊做勻速直線運(yùn)動時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F₂，在此過程中，接觸面粗糙程度相同，壓力越大，滑動摩擦力越大，故猜想①成立，所以F₁ 不等于F₂；
（2）探究滑動摩擦力跟接觸面積大小的關(guān)系，要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變，實(shí)驗(yàn)時沒有控制好壓力大小不變，得出的結(jié)論是不正確，正確的做法是：將木塊沿豎直方向切去一部分后，將兩塊疊放，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（3）若要驗(yàn)證猜想③摩擦力與物體間接觸面積的粗糙程度有關(guān)，需要改變接觸面的粗糙程度，所以實(shí)驗(yàn)器材中還缺少一塊毛巾；F₃是木塊在木板表面上運(yùn)動時彈簧測力計(jì)的示數(shù)，F(xiàn)₄是木塊在毛巾表面上運(yùn)動時彈簧測力計(jì)的示數(shù)，壓力一定時，接觸面越粗糙，摩擦力越大，所以F₄比F₃大．
故答案為：（1）不等于；（2）不正確；沒有保證壓力相等；（3）一塊毛巾；大．

點(diǎn)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)用及控制變量法．在此實(shí)驗(yàn)中要拉動木塊做勻速直線運(yùn)動，要研究滑動摩擦力與一個量的關(guān)系，需要控制另一個量不變．