Question

某同學(xué)為研究滑動(dòng)摩擦力與哪些因數(shù)有關(guān)而設(shè)計(jì)了右圖所示實(shí)驗(yàn)．他用彈簧秤水平拉動(dòng)木塊在水平面上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出并記錄彈簧秤的讀數(shù)．實(shí)驗(yàn)中改變被拉木塊的數(shù)量、改變接觸面的材料、改變接觸面積的大小以及改變木塊速度的大小，并將若干次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中．試根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析總結(jié)并回答下列問題：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	接觸面材料	拉動(dòng)木塊（塊） （　（數(shù)	木塊放置情況	木塊運(yùn)動(dòng)速度	彈簧秤讀數(shù)（N）
1	木板	1	平放	v較小	3.50
2	木板	1	平放	v較大	3.50
3	木板	1	側(cè)放	v較小	3.50
4	木板	2塊疊放	平放	v較小	7.00
5	化纖地毯	1	平放	v較小	8.00
6	化纖地毯	1	側(cè)放	v較大	8.00
7	化纖地毯	2塊疊放	平放	v較小	16.00

（1）物體間的滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因數(shù)有關(guān)？有什么關(guān)系？
（2）物體間的滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因數(shù)是無關(guān)的？

Answer 1

解：（1）由圖可知，當(dāng)接觸面材料不變，改變木塊個(gè)數(shù)時(shí)（即對接觸面的壓力），彈簧示數(shù)發(fā)生變化，由于彈簧示數(shù)等于摩擦力大小，因此說明摩擦力與壓力有關(guān)；
同樣是一塊木塊，不同的接觸面時(shí)，彈簧示數(shù)不同，即說明摩擦力不同，這說明摩擦力與接觸面材料、粗糙程度有關(guān)，進(jìn)一步分析彈簧秤的示數(shù)可知：f的大小與接觸面的材料、接觸面間的正壓力有關(guān)，接觸面越粗糙、正壓力越大，摩擦力就越大．
故物體間f的大小與接觸面的材料、接觸面間的正壓力有關(guān)，接觸面越粗糙、正壓力越大，摩擦力就越大．
（2）由前三次實(shí)驗(yàn)可知，接觸面材料不變、木塊個(gè)數(shù)不變，接觸面積變化、運(yùn)動(dòng)速度變化時(shí)，由圖表中數(shù)據(jù)可知摩擦力大小不變，由此可知摩擦力大小與木塊放置情況（接觸面積）、木塊速度的大小無關(guān)，同理由第5、6次的實(shí)驗(yàn)也能得出這個(gè)結(jié)論．
故有：f 大小與接觸面的面積、物體運(yùn)動(dòng)速度大小無關(guān)．
分析：在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)分析時(shí)，可以采用“控制變量法”，如保持木塊個(gè)數(shù)不變、木塊放置情況不變等進(jìn)行分析，看滑動(dòng)摩擦力與接觸面、壓力、速度大小等因素關(guān)系．
點(diǎn)評：加強(qiáng)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力，提高實(shí)驗(yàn)水平，在實(shí)驗(yàn)中不斷培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)．