Question

10．在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們作出了以下猜想：
猜想A：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面間的壓力大小有關(guān)；
猜想B：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；
猜想C：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與產(chǎn)生摩擦的兩物體問(wèn)接觸面積的大小有關(guān)．
為了檢驗(yàn)上述有關(guān)猜想是否正確，小王選用了一塊底面與各個(gè)側(cè)面粗糙程度均相同的長(zhǎng)方體木塊，并設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)方案：

（1）在水平長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平向右拉動(dòng)木塊，使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖甲所示，木塊所受的滑動(dòng)摩擦力為2.4N．
（2）小王通過(guò)比較甲、乙兩圖得出結(jié)論接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
（3）通過(guò)比較甲和丙兩圖可以驗(yàn)證“猜想B”．
（4）為了檢驗(yàn)“猜想C”是否正確，小王將圖甲中的木塊沿豎直方向截去一半后，測(cè)得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉?lái)的一半．他由此得出結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小．你認(rèn)為他的探究過(guò)程中存在的問(wèn)題沒(méi)有控制壓力大小不變．寫出正確的探究過(guò)程：讓木塊側(cè)放在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）只有讓木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊才能處于二力平衡狀態(tài)，由二力平衡條件可知，滑動(dòng)摩擦力等于拉力；
（2）根據(jù)控制變量法，分析甲和乙，得出摩擦力與壓力的大小關(guān)系；
（3）要探究滑動(dòng)摩擦力的大小和接觸面粗糙程度的關(guān)系，需要控制壓力的大小一定，從甲、乙、丙中找出符合條件的；
（4）要探究滑動(dòng)摩擦力大小跟接觸面積大小的關(guān)系時(shí)，控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變．

解答 解：
（1）物體只有做勻速直線運(yùn)動(dòng)，才能是物體處于二力平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡的條件，得出滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)都為2.4N；（2）甲、乙接觸面的粗糙程度相同，壓力不同，可知接觸面粗糙程度相同，壓力越大，摩擦力越大；
（3）要探究猜想B摩擦力的大小和接觸面粗糙程度的關(guān)系，要保證壓力一定，甲和丙符合條件；
（4）因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，在研究滑動(dòng)摩擦力大小跟接觸面面積的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，小華將木塊沿豎直方向截去一半后，雖然接觸面的粗糙程度沒(méi)變，但木塊對(duì)接觸面的壓力減小了一半，所以得出了錯(cuò)誤的結(jié)論；
解決這一問(wèn)題最簡(jiǎn)單的辦法是：讓木塊側(cè)放在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與前面平放對(duì)比得出結(jié)論．
故答案為：（1）勻速直線；2.4；（2）接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；（3）甲和丙；（3）沒(méi)有控制壓力大小不變；讓木塊側(cè)放在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 此題考查影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的探究，需要注意的是第三問(wèn)，這是我們課本中沒(méi)有的，需要我們自己根據(jù)控制變量法來(lái)設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案，考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力．