Question

小強同學想探究滑動摩擦力與物體的運動速度是否有關，他設法找到了以下器材：
a．斜面   b．帶鉤的長方體木塊   c．放在課桌面上的表面平整的長木板  d．幾條毛巾e．直尺   f．彈簧測力計  g．硬紙板
（1）請你幫他選出所需要的實驗器材（用器材前面的字母表示）

b、c、f

（2）簡述主要的實驗步驟
（3）作簡要的分析與論證．

Answer 1

分析：（1）首先確定實驗的原理及整體思路，才能有針對性地選擇實驗器材．摩擦力在通過彈簧測力計來間接測出，彈簧測力計要拉動的物體最好選擇帶鉤的長方體木塊，同時還需要一塊平整的長木板來作為接觸面；
（2）實驗中主要是控制壓力和接觸面的粗糙程度不變，用彈簧測力計拉著木塊以不同的速度勻速滑動，記錄彈簧測力計的示數(shù)，據(jù)此可設計合理的實驗步驟；
（3）在分析與論證時，主要看彈簧測力計的示數(shù)是否相同，并搞清示數(shù)相同或不同分別說明了什么樣的問題．

解答：解：（1）確立實驗的主要思路為用彈簧測力計拉著木塊在長木板上做勻速直線運動，只改變速度，觀察彈簧測力計示數(shù)的大小進行分析比較，據(jù)此可選出需要的器材為：彈簧測力計、帶鉤的長方體木塊、放在課桌面上的表面平整的長木板，其序號分別為b、c、f；
故答案為：b、c、f；
（2）實驗步驟：
A、將帶鉤的長方體木塊放在長木板上，用彈簧測力計以速度V₁水平勻速拉動，記下示數(shù)F₁；
B、然后再以另一個速度V₂勻速拉動，記下示數(shù)F₂；
C、比較F₁、F₂的大小，得出結(jié)論；
（3）分析論證：若兩次示數(shù)相等，則說明滑動摩擦力與物體的運動速度無關，反之，則有關．
從理論上分析，這是因為滑動摩擦力的大小只與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關，實驗中這兩個因素都是相同的，物體做勻速直線運動時，拉力又與摩擦力是一對平衡力，所以摩擦力不變，彈簧測力計的示數(shù)自然也不會變．

點評：設計實驗前我們首先應對本實驗的內(nèi)容有一個明確的認識，滑動摩擦力的大小只與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關，而與物體運動的速度是無關的．正是因為無關，我們在設計實驗時更應該注意用好控制變量法，確保其他條件相同，只改變速度，才能得出正確的結(jié)論．