Question

11．李麗和張明為了探究“滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān)系”，設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，李麗同學(xué)提出“滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)”的猜想；張明同學(xué)提出來(lái)“滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面所受的壓力有關(guān)”的猜想．

（1）李麗為了完成她自己的探究應(yīng)該按圖中的甲、丙兩個(gè)圖所示的方案進(jìn)行．
（2）張明選用正確的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入圖表，但漏填一處，根據(jù)如圖所示，該處應(yīng)填入摩擦力大小為1.2N．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
壓力FN/N	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
摩擦力Ff/N	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2

（3）請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖2中作出摩擦力大小F₁與與接觸面受到的壓力大小之間F_N的關(guān)系圖象．
（4）根據(jù)畫(huà)圖象可以得出F₁與F_N的關(guān)系是：接觸面粗糙程度相同時(shí)，摩擦力與壓力成正比（或F₁=0.4F_N，其它答案合理亦可）．
（5）繼續(xù)探究“滑動(dòng)摩擦力的大小是否與接觸面的面積有關(guān)呢？”張明將圖1甲中的木塊側(cè)放在水平木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的計(jì)數(shù)和圖1甲的示數(shù)一樣，得出“滑動(dòng)摩擦力的大小是否與接觸面的面積無(wú)關(guān)”的結(jié)論．而李麗將圖1甲中的木塊沿豎直方向截去一半后，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在木板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的計(jì)數(shù)為圖甲中示數(shù)的一半，得出“滑動(dòng)摩擦力的大小是否與接觸面的面積有關(guān)”的結(jié)論．你認(rèn)為李麗的結(jié)論是錯(cuò)誤；錯(cuò)誤的原因是：沒(méi)有控制木塊對(duì)桌面的壓力相同．

Answer 1

分析 （1）要解決此題，需要掌握控制變量法．滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，所以要探究滑動(dòng)摩擦力大小與其中一個(gè)力之間的關(guān)系，需要控制另一個(gè)量不變．
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，得出摩擦力與壓力的比例關(guān)系，從而判斷出最后一組摩擦力的大��；
（3）在作圖時(shí)，首先根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后將各點(diǎn)用平滑的曲線(xiàn)連接起來(lái)．
（4）分析圖象，觀察摩擦力大小與壓力大小的變化情況，得出摩擦力大小與壓力之間的關(guān)系．
（5）要探究摩擦力的大小與接觸面積的關(guān)系，需使壓力和接觸面的粗糙程度相同，受力面積不同．

解答 解：（1）要探究滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)，應(yīng)使接觸面的粗糙程度不同，但保持壓力大小相同，所以應(yīng)選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（2）由表格中數(shù)據(jù)知，接觸面的粗糙程度相同，摩擦力大小與壓力大小的比值為0.4不變，所以最后一組數(shù)據(jù)應(yīng)為0.4×3.0N=1.2N；
（3）圖象中橫坐標(biāo)表示壓力，縱坐標(biāo)表示摩擦力，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，并用平滑的曲線(xiàn)連接起來(lái)，如圖所示：

（4）圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，可知接觸面粗糙程度相同時(shí)，摩擦力與壓力成正比；
摩擦力與壓力的比值恒為0.4，可得F₁=0.4F_N；
（5）要探究摩擦力的大小與接觸面積的關(guān)系，需使壓力和接觸面的粗糙程度相同，受力面積不同，張明將圖1甲中的木塊側(cè)放在水平木板上，不僅很好地控制了壓力大小，而且改變了受力面積；
而李麗將圖1甲中的木塊沿豎直方向截去一半，這樣壓力大小和受力面積同時(shí)發(fā)生了改變，所以得到了錯(cuò)誤的結(jié)論．
故答案為：（1）甲、丙；（2）1.2；（3）見(jiàn)上圖；（4）接觸面粗糙程度相同時(shí)，摩擦力與壓力成正比（或F₁=0.4F_N，其它答案合理亦可）；（5）李麗；沒(méi)有控制木塊對(duì)桌面的壓力相同．

點(diǎn)評(píng) 探究摩擦力的實(shí)驗(yàn)一般從兩個(gè)方面進(jìn)行考查：
①控制變量法研究實(shí)驗(yàn)的步驟，抓住變量和不變量；
②實(shí)驗(yàn)中要求拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的原因，以及實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方法．