Question

16．小明在探究“摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗時，
（1）利用彈簧測力計測出滑動摩擦力的原理是二力平衡；

序號	支持面	木塊對支持面 的壓力/N	滑動摩擦 力/N
①	毛巾	4
②	木板	6
③	玻璃板	8
④	（a）	（b）

（2）小明設計了如下表格，并記錄了部分實驗數據．為完成實驗探究，表格中至少還需要補充的一組內容是：
（a）木板；（b）4．
（3）如圖甲、乙、丙是其中的三個實驗，比較甲圖和乙圖所示實驗，說明摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力有關．
（4）小明學習了滑動摩擦力的相關知識后，從實驗室借了一個彈簧測力計，回家探究了他所穿的不同品牌的運動鞋的防滑能力，他的操作方案：分別用彈簧測力計沿水平方向拉著甲、乙兩種不同品牌的運動鞋在水平桌面上做勻速直線運動，讀出示數分別為F_甲和F_乙，若F_甲＞F_乙 則甲運動鞋下表面更粗糙．小明的方案是否合理否（選填“是”或“否”）．理由是未控制壓力相同．

Answer 1

分析 （1）摩擦力作用在物體的接觸面，無法直接進行測量，因此，在本實驗中采取轉換法，利用二力平衡的原理，當物體處于平衡狀態(tài)時，彈簧測力計的拉力就等于摩擦力；
（2）要探究摩擦力與壓力大小的關系，需使壓力不變，接觸面粗糙程度相同；要探究摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系，需使接觸面粗糙程度不同，壓力大小相同；
（3）摩擦力的大小和壓力、接觸面的粗糙程度有關．要研究摩擦力和壓力的關系，必須控制接觸面的粗糙程度不變，改變壓力；要研究摩擦力和接觸面粗糙程度的關系，必須控制壓力不變，改變接觸面的粗糙程度；
（4）摩擦力的大小和壓力、接觸面的粗糙程度有關，接觸面的粗糙程度一定時，表面受到的壓力越大，摩擦力就越大．

解答 解：
（1）將摩擦力轉換為彈簧測力計的拉力來進行測量，這里是利用了二力平衡的原理；
（2）因為實驗中接觸面粗糙程度不同，壓力需相同，壓力不同，接觸面的粗糙程度相同，所以：④填入毛巾，壓力可選擇6N或8N；若填入木板，壓力可選擇4N或8N；若填入玻璃板，壓力可選擇4N或6N，故共有六種填法；
（3）要探究摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力的關系時，必須控制接觸面的粗糙程度相同，壓力不同，觀察三個實驗可知，符合要求的是甲圖和乙圖；
（4）摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，不同的鞋子的質量不同，對水平面的壓力不同，因此在研究鞋子防滑性能時，應該控制鞋子的質量相同．
故答案為：（1）二力平衡；（2）（a）木板；（b）4；（3）乙；（4）否；未控制壓力相同．

點評 在本實驗中，會有多個因素同時影響著摩擦力的大小，因此，從控制變量法的要求出發(fā)，應盡可能多的考慮到各種因素，并保持這些因素不變，從而使所要探究的結果更有說服力．