Question

10．在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有以下幾種猜想：
猜想A：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；
猜想B：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面間的壓力大小有關(guān)；
猜想C：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與產(chǎn)生摩擦力的兩個(gè)物體間接觸面積的大小有關(guān)．
為了檢驗(yàn)上述有關(guān)猜想是否正確，某同學(xué)選用了一塊底面與各個(gè)側(cè)面粗糙程度均相同的長(zhǎng)方體木塊，并設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：
【步驟1】把長(zhǎng)方體木塊平放在水平的長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊沿直線(xiàn)勻速滑動(dòng)，讀出這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)（如圖甲）；
【步驟2】再在長(zhǎng)方體木塊上放上砝碼（如圖乙），用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊，使砝碼與木塊一起沿直線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)，比較“步驟2”與“步驟1”中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)的大��；
【步驟3】在水平長(zhǎng)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(cè)力計(jì)水平拉木塊沿直線(xiàn)勻速滑動(dòng)（如圖丙），比較“步驟3”與“步驟1”中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)的大�。�

數(shù)據(jù)記錄：

實(shí)驗(yàn)情況	木塊在木板表面	木塊上放砝碼	木塊在毛巾表面
測(cè)力計(jì)示數(shù)（N）	2.0	3.0

請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）上面的數(shù)據(jù)記錄表中空缺的一項(xiàng)是3.7N，在以上的實(shí)驗(yàn)步驟中每次都要“用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊沿直線(xiàn)勻速滑動(dòng)”是為了使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體所受滑動(dòng)摩擦力的大�。�
（2）“步驟2”的設(shè)計(jì)目的是為了檢驗(yàn)上述猜想（A、B、C）中哪一個(gè)的正確？而且可以根據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)得出結(jié)論：B；當(dāng)接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
（3）為了檢驗(yàn)“猜想C”是否正確，可在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加一個(gè)
【步驟4】：
（4）在“步驟2”中，當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊沿直線(xiàn)勻速滑動(dòng)時(shí)，則砝碼與木塊間摩擦力的大小為D（請(qǐng)?zhí)顚?xiě)序號(hào)）．
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(guò)程中總要控制某些因素不變，進(jìn)而尋找摩擦力的大小與另外一個(gè)因素的關(guān)系，這種研究問(wèn)題的方法叫做控制變量法．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖丙讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)填入表格；
實(shí)驗(yàn)中通過(guò)拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，使木塊受到的拉力與摩擦力平衡，從而可間接測(cè)量摩擦力的大��；
（2）探究摩擦力大小與壓力的關(guān)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(dòng)摩擦力大小與接觸面積大小的關(guān)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(jù)摩擦力大小與拉力相等的特點(diǎn)進(jìn)行分析；
（5）當(dāng)探究一個(gè)量與多個(gè)因素間的關(guān)系時(shí)，需用到控制變量法．

解答 解：
（1）由圖丙知，當(dāng)木塊在棉布表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3.7N，所以其摩擦力為3.7N；
當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊沿直線(xiàn)勻速滑動(dòng)時(shí)，木塊在水平方向上受摩擦力和拉力的作用，二者是一對(duì)平衡力，所以滑動(dòng)摩擦力的大小就等于彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)．
（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(shè)計(jì)目的，是為了檢驗(yàn)猜想B；
并且可得接觸面的粗糙程度相同，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
（3）為了檢驗(yàn)滑動(dòng)摩擦力的大小可能與產(chǎn)生摩擦力的兩物體間接觸面積的大小有關(guān)．可把長(zhǎng)方體木塊側(cè)（或豎）放在水平放置的長(zhǎng)木板上．用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊沿直線(xiàn)勻速滑動(dòng)，比較“步驟4”與“步驟1”中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)的大小．
（4）當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊沿直線(xiàn)勻速滑動(dòng)時(shí)，砝碼也處于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)用到了控制變量法．
故答案為：（1）3.7；使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體所受滑動(dòng)摩擦力的大��；
（2）B；當(dāng)接觸面的粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）把長(zhǎng)方體木塊側(cè)放在水平的長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉木塊沿直線(xiàn)勻速滑動(dòng)，讀出這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，比較“步驟4”與“步驟1”中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)的大��；
（4）D；
（5）控制變量．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究“滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，要掌握實(shí)驗(yàn)原理，把握住利用控制變量法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基本思路是解答此題的關(guān)鍵所在．