Question

3．在探究“影響摩擦力大小的因素”實驗中，同學們猜想摩擦力的大小可能與以下因素有關：①接觸面所受的壓力；②接觸面的粗糙程度；③接觸面的材料；④接觸面積的大��；⑤物體間運動的快慢等；為此，小明通過下圖所示的實驗進行驗證：
（1）實驗中需用彈簧測力計拉動木塊做勻速直線運動，使它沿長木板滑動，根據(jù)二力平衡知識可知彈簧測力計的示數(shù)就等于木塊與長木板間的摩擦力；
（2）對比實驗甲乙是為了驗證猜想①；
（3）對比實驗甲和丙，是為了驗證猜想②（選填猜想因素的序號）；
（4）小明利用圖甲實驗裝置驗證猜想④，須再把木塊側放，并按正確的方法拉動木塊，發(fā)現(xiàn)兩次彈簧測力計的示數(shù)相等，從而得出：滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關（選填“有關”或“無關”）．
在實際探究滑動摩擦力大小與什么因素有關，小明設計了如圖甲所示的實驗．

（5）在探究滑動摩擦力的大、小是否與物體間的接觸面積有關時，小明先后用大、小木塊按照圖甲所示的方法進行對比實驗．小明的做法是否正確？為什么？
答：不正確；原因：沒有控制壓力相同
（6）在研究此問題時，小紅設計的實驗如圖乙所示，彈簧測力計一端固定，另一端鉤住長方形木塊，木塊下面是一長木板，實驗時拉長木板，然后讀出彈簧測力計的示數(shù)，即可測出木塊和木板之間的摩擦力．你認為哪個同學設計的實驗更好，原因是什么？
答：小紅；原因：不需要水平勻速拉動木板，測力計靜止，便于讀數(shù)．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡的條件分析；
（2）（3）（4）（5）水平勻速拉動物體，讓物體做勻速直線運動，物體處于平衡狀態(tài)，滑動摩擦力與拉力是一對平衡力；根據(jù)控制變量法的要求，分析圖示實驗情景，然后得出結論；
（6）根據(jù)測力計的讀數(shù)和勻速直線運動的控制來分析原因

解答 解：（1）用彈簧測力計拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運動．根據(jù)二力平衡條件可知，木塊所受摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數(shù)．
（2）要驗證猜想①，需要控制接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同，由圖示實驗可知，符合要求的是圖甲與圖乙所示實驗．
（3）由甲和丙兩實驗可知，物體間的壓力相等而接觸面的材料不同，接觸面的粗糙程度不同，對比實驗甲和丙，可以驗證猜想：②．
（4）小明利用圖甲實驗裝置驗證猜想④，要控制壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，只改變接觸面積的大小，必須再把木塊側放，并按正確的方法拉動木塊；
（5）由（4）知，在探究滑動摩擦力的大小是否與物體間的接觸面積有關時，小明先后用大、小木塊按照圖甲所示的方法進行對比實驗．小明的做法不正確，沒有控制壓力相同；
（6）勻速拉動彈簧測力計，勻速是比較難以掌握的，同時運動中讀數(shù)，示數(shù)也不夠準確．采用小紅的方案就可以避免這種問題．
故答案為：（1）二力平衡；（2）甲乙；
（3）②；（4）側；無關；（5）不正確；沒有控制壓力相等；（6）小紅；無關測力計靜止，便于讀數(shù)．

點評 本題探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關，考查實驗原理及控制變量法的運用及對實驗方案的改進，是力學中的重要實驗，要掌握．