Question

3．某同學在探究“滑動摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗時，他猜想滑動摩擦力大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度和接觸面的面積大小有關．可供選擇的器材有：長木板、棉布、毛巾、彈簧測力計各一個．各表面粗糙程度都相同，底面積和質量都不相同的三個木塊，鉤碼若干．
（1）請設計出探究“滑動摩擦力的大小與壓力大小是否有關”的記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，表中要有必要的信息．
（2）在探究“滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度是否有關”時，分別在長木板、棉布和毛巾的表面上做實驗，彈簧測力計的示數(shù)分別為F_木、F_棉、F_毛且F_木＜F_棉＜F_毛，則可得出的探究結論是：滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關
（3）該同學在探究“滑動摩擦力大小與接觸面積的大小是否有關”時，設計的實驗方案如下：如圖所示，在同一個水平面上，分別水平拉動三個木塊做勻速直線運動，觀察彈簧測力計的示數(shù)．
①該同學實驗方案的不合理之處是沒有控制壓力不變

②在不增加實驗器材的基礎上，如何改進實驗方案？選擇其中一個木塊，用三個不同側面在同一木板上做實驗（一種方法即可）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)猜想滑動摩擦力大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度和接觸面的面積大小有關，研究滑動摩擦力的大小與壓力大小是否有關時，應控制其它兩個因素不變，記下水平拉動三個木塊做勻速直線運動時彈簧測力計的示數(shù)，即滑動摩擦力大小，據(jù)此設計表格；
（2）根據(jù)二力平衡的條件，結合題中測力計示數(shù)大小得出結論；
（3）該同學在探究“滑動摩擦力大小與接觸面積的大小是否有關”時，根據(jù)控制變量法，應控制壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，只改變接觸面的大小，據(jù)此分析回答．

解答 解：（1）只有沿水平方向拉著物體做勻速直線運動，物體在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大��；探究“滑動摩擦力的大小與壓力大小是否有關，應控制接觸面的粗糙程度和接觸面積大小相同，只改變壓力大小，并記下在同一個水平面上分別水平拉動三個木塊做勻速直線運動時彈簧測力計的示數(shù)，即滑動摩擦力大小．如下表所示：

實驗次數(shù)	接觸面粗糙程度	接觸面積	壓力	彈簧測力計示數(shù)F/N	摩擦力f/N
1	相同	相同	大
2			中
3			小

（2）在探究“滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度是否有關”時，分別在長木板、棉布和毛巾的表面上做實驗，彈簧測力計的示數(shù)分別為F_木、F_棉、F_毛且F_木＜F_棉＜F_毛，根據(jù)二力平衡條件可知，在木板上、棉布上、毛巾表面上受到的摩擦力大小依次增大，則可得出的探究結論是：滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關；
（3）①該同學在探究“滑動摩擦力大小與接觸面積的大小是否有關”時，應控制壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，只改變接觸面積的大小，由圖和題意可知，三個木塊的底面積和質量都不相同，故該同學實驗方案的不合理之處是：沒有控制壓力不變；
②在不增加實驗器材的基礎上，為控制壓力大小相同，又要改變接觸面積，改進后的方案為：選擇其中一個木塊，用三個不同側面在同一木板上做實驗．
故答案為：（1）如上表所示；
（2）滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關
（3）①沒有控制壓力不變；②選擇其中一個木塊，用三個不同側面在同一木板上做實驗．

點評 本題探究“滑動摩擦力大小與哪些因素有關”，考查設計表格的能力、控制變量法的運用及根據(jù)數(shù)據(jù)歸納結論的能力．