Question

3．在探究“影響摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們猜想摩擦力的大小可能與以下因素有關(guān)：①接觸面所受的壓力；②接觸面的粗糙程度；③接觸面的材料；④接觸面積的大��；⑤物體間運(yùn)動(dòng)的快慢等；為此，小明通過下圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：
（1）實(shí)驗(yàn)中需用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，使它沿長木板滑動(dòng)，根據(jù)二力平衡知識(shí)可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就等于木塊與長木板間的摩擦力；
（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)甲乙是為了驗(yàn)證猜想①；
（3）對(duì)比實(shí)驗(yàn)甲和丙，是為了驗(yàn)證猜想②（選填猜想因素的序號(hào)）；
（4）小明利用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證猜想④，須再把木塊側(cè)放，并按正確的方法拉動(dòng)木塊，發(fā)現(xiàn)兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相等，從而得出：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
在實(shí)際探究滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān)，小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)．

（5）在探究滑動(dòng)摩擦力的大、小是否與物體間的接觸面積有關(guān)時(shí)，小明先后用大、小木塊按照?qǐng)D甲所示的方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)．小明的做法是否正確？為什么？
答：不正確；原因：沒有控制壓力相同
（6）在研究此問題時(shí)，小紅設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如圖乙所示，彈簧測(cè)力計(jì)一端固定，另一端鉤住長方形木塊，木塊下面是一長木板，實(shí)驗(yàn)時(shí)拉長木板，然后讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即可測(cè)出木塊和木板之間的摩擦力．你認(rèn)為哪個(gè)同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)更好，原因是什么？
答：小紅；原因：不需要水平勻速拉動(dòng)木板，測(cè)力計(jì)靜止，便于讀數(shù)．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡的條件分析；
（2）（3）（4）（5）水平勻速拉動(dòng)物體，讓物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體處于平衡狀態(tài)，滑動(dòng)摩擦力與拉力是一對(duì)平衡力；根據(jù)控制變量法的要求，分析圖示實(shí)驗(yàn)情景，然后得出結(jié)論；
（6）根據(jù)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和勻速直線運(yùn)動(dòng)的控制來分析原因

解答 解：（1）用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．根據(jù)二力平衡條件可知，木塊所受摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
（2）要驗(yàn)證猜想①，需要控制接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同，由圖示實(shí)驗(yàn)可知，符合要求的是圖甲與圖乙所示實(shí)驗(yàn)．
（3）由甲和丙兩實(shí)驗(yàn)可知，物體間的壓力相等而接觸面的材料不同，接觸面的粗糙程度不同，對(duì)比實(shí)驗(yàn)甲和丙，可以驗(yàn)證猜想：②．
（4）小明利用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證猜想④，要控制壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，只改變接觸面積的大小，必須再把木塊側(cè)放，并按正確的方法拉動(dòng)木塊；
（5）由（4）知，在探究滑動(dòng)摩擦力的大小是否與物體間的接觸面積有關(guān)時(shí)，小明先后用大、小木塊按照?qǐng)D甲所示的方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)．小明的做法不正確，沒有控制壓力相同；
（6）勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，勻速是比較難以掌握的，同時(shí)運(yùn)動(dòng)中讀數(shù)，示數(shù)也不夠準(zhǔn)確．采用小紅的方案就可以避免這種問題．
故答案為：（1）二力平衡；（2）甲乙；
（3）②；（4）側(cè)；無關(guān)；（5）不正確；沒有控制壓力相等；（6）小紅；無關(guān)測(cè)力計(jì)靜止，便于讀數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 本題探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，考查實(shí)驗(yàn)原理及控制變量法的運(yùn)用及對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)，是力學(xué)中的重要實(shí)驗(yàn)，要掌握．