Question

在探究滑動摩擦力與什么因素有關的實驗中，
（1）木塊在水平放置的毛巾、木板、棉布的表面上運動時必須保持

勻速直線

運動，根據

二力平衡

的原理，得到摩擦力的大小．
（2）分析以下實驗數據，得出的結論是：

壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；接觸面租糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大

．

實驗次數	接觸面的材料	壓力（N）	滑動摩擦力（N）
1	木塊與木板	4	0.8
2	木塊與木板	6	1.2
3	木塊與棉布	6	2
4	木塊與毛巾	6	2.5

（3）有些同學猜想滑動摩擦力可能還跟接觸面的大小有關，“面積越大，滑動摩擦力越大”．于是他找來了一塊長方體木塊（各表面粗糙程度相同）、彈簧測力計、長木板，如圖所示．那么，他應怎樣用這些器材驗證他的猜想是否正確呢？請你寫出他的探究過程：
步驟（1）：

把木塊平放在長木板上，勻速拉動彈簧測力計，記下測力計的示數F_l

步驟（2）：

把木塊側放在長木板上，勻速拉動彈簧測力計，記下測力計的示數F₂；

分析比較：

如果F₁=F₂，則滑動摩擦力跟物體間接觸表面積無關；如果F_l＞F₂則接觸面積越大，滑動摩擦力就越大

．
探究中采用的研究問題的方法這是控制變量法，被控制的變量是

物體對木板的壓力

．

Answer 1

分析：（1）實驗中研究的是木塊受到的滑動摩擦力的大小，彈簧測力計測量的是木塊的受到的拉力，只有木塊做勻速直線運動時拉力的大小才等于摩擦力；
（2）對比不同次數實驗中的接觸面材料、壓力大小、滑動摩擦力的大小，結合控制變量法結論的一般思路就可以得出結論；
（3）要想探究滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小是否有關，必須控制壓力的大小和接觸面的粗糙程度相同，改變接觸面的大小來比較滑動摩擦力的大小．

解答：解：（1）用彈簧測力計勻速拉動木塊時，木塊做勻速直線運動受到的力是平衡力，根據二力平衡的知識，此時摩擦力的大小等于彈簧測力計對木塊拉力的大小；
（2）比較2、3、4三次實驗，可以得出壓力大小相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；比較1、2兩次實驗，可以得出接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（3）實驗的設計圍繞控制壓力大小和接觸面粗糙程度相同，接觸面的大小不同來考慮．
故答案為：（1）勻速直線、二力平衡；（2）壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；接觸面租糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（3）步驟1：把木塊平放在長木板上，勻速拉動彈簧測力計，記下測力計的示數F₁；
步驟2：把木塊側放在長木板上，勻速拉動彈簧測力計，記下測力計的示數F₂；
分析比較：如果F₁=F₂，則滑動摩擦力跟物體間接觸表面積無關；如果F₁＞F₂則接觸面積越大，滑動摩擦力就越大．
被控制的變量是物體對木板的壓力．

點評：本題中應用了控制變量法探究影響滑動摩擦力大小的因素，同時也應用了轉換法，這兩種實驗探究方法在初中物理實驗中有多處應用．