Question

10．小麗同學(xué)在探究“滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”的過程中，作了以下猜想：（1）可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；（2）可能與接觸面間的壓力大小有關(guān)；（3）可能與接觸面積的大小有關(guān)．為了檢驗上述有關(guān)猜想是否正確，她設(shè)計了以下實驗方案：
步驟1：用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動，讀出測力計的讀數(shù)（如圖甲）
步驟2：把砝碼放在木塊上（如圖乙），勻速拉動木塊和砝碼，讀出測力計讀數(shù)；
步驟3：把木塊平放在棉布上，勻速拉動木塊和砝碼（如圖丙），讀出測力計讀數(shù)．

（1）實驗中，彈簧測力計顯示的讀數(shù)是拉力F的大小，間接測得摩擦力f大小的關(guān)鍵是要保證木塊做勻速直線運動，應(yīng)用的物理知識是二力平衡
（2）比較步驟1、2次實驗可以得到：接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大
（3）為了檢驗“猜想（3）”，可在上述實驗基礎(chǔ)上在增加一個步驟，寫出你所設(shè)計的這一實驗步驟．
將木塊側(cè)放，并用測力計沿水平方向拉動木塊做勻速直線運動，讀出測力計的示數(shù)
（4）小紅猜想“滑動摩擦力的大小可能與物體的運動速度有關(guān)”，請你幫小紅設(shè)計一個實驗表格：

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡條件，當(dāng)用測力計拉動木塊做勻速直線運動時，拉力才等于摩擦力；
（2）根據(jù)控制變量法分析實驗數(shù)據(jù)，并得出實驗結(jié)論；
（3）注意影響滑動摩擦力的因素，根據(jù)控制變量法設(shè)計實驗步驟．
（4）用彈簧測力計拉著同一個物體在同一水平面上，以不同的速度做勻速直線運動，測量摩擦力的大小，因為摩擦力大小相同，推知摩擦力大小跟運動速度無關(guān)．

解答 解：（1）摩擦力和彈簧測力計的拉力是水平方向上一對方向相反的力，若木塊勻速直線運動，木塊處于平衡狀態(tài)，此時摩擦力和彈簧測力計的拉力就是一對平衡力，讀出彈簧測力計的示數(shù)，就等于摩擦力；
（2）實驗步驟1和2，接觸面是相同的，壓力的大小不同，第二次壓力大，摩擦力大，所以得出結(jié)論：接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，摩擦力越大；
（3）為探究摩擦力大小是否與接觸面積的大小有關(guān)，需保持壓力大小和接觸面粗糙程度相同，改變接觸面積的大小，應(yīng)將木塊側(cè)放，并用測力計沿水平方向拉動木塊做勻速直線運動，讀出測力計的示數(shù)．
（4）探究“滑動摩擦力的大小可能與物體的運動速度有關(guān)”的步驟為：
用彈簧測力計拉著木塊在水平木板上以1m/s的速度做勻速直線運動，測出摩擦力；用彈簧測力計拉著木塊在水平木板上以2m/s和3m/s的速度做勻速直線運動，測出摩擦力．
故需要測量的數(shù)據(jù)為在不同速度下的摩擦力，故設(shè)計的表格為：

實驗次數(shù)	速度	摩擦力
1
2
3

故答案為：（1）勻速直線；二力平衡；（2）接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大；（3）將木塊側(cè)放，并用測力計沿水平方向拉動木塊做勻速直線運動，讀出測力計的示數(shù)；（4）如上表．

點評 此題考查是探究影響滑動摩擦力大小因素的實驗，考查了控制變量法的應(yīng)用，只有把物體放在水平面上，讓彈簧測力計沿水平方向勻速拉動物體時，滑動摩擦力的大小才等于彈簧測力計示數(shù)；滑動摩擦力大小的決定因素是接觸面間的壓力和接觸面粗糙程度，與接觸面積大小無關(guān)．