Question

10．在探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗過程中，有以下幾種猜想：
猜想A：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關；
猜想B：滑動摩擦力的大小可能與接觸面間的壓力大小有關；
猜想C：滑動摩擦力的大小可能與產生摩擦力的兩個物體間接觸面積的大小有關．
為了檢驗上述有關猜想是否正確，某同學選用了一塊底面與各個側面粗糙程度均相同的長方體木塊，并設計了以下實驗方案：
【步驟1】把長方體木塊平放在水平的長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動，讀出這時彈簧測力計的讀數（如圖甲）；
【步驟2】再在長方體木塊上放上砝碼（如圖乙），用彈簧測力計水平拉木塊，使砝碼與木塊一起沿直線勻速運動，比較“步驟2”與“步驟1”中彈簧測力計讀數的大��；
【步驟3】在水平長木板上鋪上一層棉布，把木塊平放在棉布上（不加砝碼），用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動（如圖丙），比較“步驟3”與“步驟1”中彈簧測力計讀數的大�。�

數據記錄：

實驗情況	木塊在木板表面	木塊上放砝碼	木塊在毛巾表面
測力計示數（N）	2.0	3.0

請回答以下問題：
（1）上面的數據記錄表中空缺的一項是3.7N，在以上的實驗步驟中每次都要“用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動”是為了使彈簧測力計的示數等于物體所受滑動摩擦力的大�。�
（2）“步驟2”的設計目的是為了檢驗上述猜想（A、B、C）中哪一個的正確？而且可以根據所記錄的數據得出結論：B；當接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（3）為了檢驗“猜想C”是否正確，可在上述實驗基礎上增加一個
【步驟4】：
（4）在“步驟2”中，當用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，則砝碼與木塊間摩擦力的大小為D（請?zhí)顚懶蛱枺��?br />A．3.0N         B．2.0N         C．1.0N         D．0
（5）考慮到影響摩擦力的因素較多，在上述探究過程中總要控制某些因素不變，進而尋找摩擦力的大小與另外一個因素的關系，這種研究問題的方法叫做控制變量法．

Answer 1

分析 （1）根據圖丙讀出測力計的示數填入表格；
實驗中通過拉動木塊做勻速直線運動，使木塊受到的拉力與摩擦力平衡，從而可間接測量摩擦力的大��；
（2）探究摩擦力大小與壓力的關系，需保持接觸面的粗糙程度不變，改變壓力大小，且壓力越大，摩擦力越大；
（3）要探究滑動摩擦力大小與接觸面積大小的關系，需保持壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，改變接觸面積的大��；
（4）根據摩擦力大小與拉力相等的特點進行分析；
（5）當探究一個量與多個因素間的關系時，需用到控制變量法．

解答 解：
（1）由圖丙知，當木塊在棉布表面運動時，測力計的示數為3.7N，所以其摩擦力為3.7N；
當用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，木塊在水平方向上受摩擦力和拉力的作用，二者是一對平衡力，所以滑動摩擦力的大小就等于彈簧測力計的讀數．
（2）“步驟2”與“步驟1”相比，其接觸面的粗糙程度相同，但二者的壓力大小不同，所以“步驟2”的設計目的，是為了檢驗猜想B；
并且可得接觸面的粗糙程度相同，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（3）為了檢驗滑動摩擦力的大小可能與產生摩擦力的兩物體間接觸面積的大小有關．可把長方體木塊側（或豎）放在水平放置的長木板上．用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動，比較“步驟4”與“步驟1”中彈簧測力計讀數的大�。�
（4）當用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，砝碼也處于勻速直線運動狀態(tài)，砝碼在水平方向上處于平衡狀態(tài)，因砝碼在水平方向上不受拉力的作用，所以砝碼與木塊間摩擦力的大小是0N，故選D．
（5）由以上分析知，該實驗用到了控制變量法．
故答案為：（1）3.7；使彈簧測力計的示數等于物體所受滑動摩擦力的大��；
（2）B；當接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（3）把長方體木塊側放在水平的長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動，讀出這時彈簧測力計的讀數，比較“步驟4”與“步驟1”中彈簧測力計讀數的大��；
（4）D；
（5）控制變量．

點評 本題是探究“滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關”的實驗，要掌握實驗原理，把握住利用控制變量法分析實驗結論的基本思路是解答此題的關鍵所在．