Question

為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關，小明同學在老師的指導下做了一系列實驗．以下是部分實驗步驟（實驗過程中保持長木板水平且固定）．
第一次：把木塊平放在長木板上，用彈簧測力計水平拉動木塊，使木塊做勻速直線運動（如圖5），讀出彈簧測力計的示數，并記入下表中；
第二次：把木塊側放在長木板上，用同樣的方法拉木塊（如圖6），記下相應的示數；
第三次：把兩塊相同木塊疊在一起平放在長木板上，再用同樣的方法拉木塊（如圖7），記下相應的示數．

實驗次數	木塊對木板的壓力/N	彈簧測力計的示數/N	滑動摩擦力/N
1	20	4.0	4
2	20	4.0	______
3	______	8.0	8

（1）若已知每個木塊的質量為2kg，請你幫助小明填全表格內的數據；
（2）比較______兩次實驗數據，可以發現滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關；
（3）比較1、3兩次實驗數據，可以初步得出的結論是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）摩擦力很難直接觀察得到，因此，利用轉換法的思想，當用彈簧測力計拉著木塊做勻速直線運動時，拉力與摩擦力是一對平衡力，這樣可得到摩擦力的大小；
（2）摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關，而與接觸面積無關，在探究時，應運用控制變量法，每次只研究其中的一個量，保持其他的量不變；
（3）比較1、3兩次實驗數據時是控制接觸面積不變、摩擦因數不變，看摩擦力與壓力的關系．
解答：解：利用轉換法來測量摩擦力時，當物體做勻速直線運動時，拉力與摩擦力是一對平衡力，此時可通過彈簧測力計的示數得出拉力的大小；
（1）實驗2中彈簧測力計的示數等于滑動摩擦力的大小，為4N；實驗3中木塊對木板的太力增大了一倍，為40N；
故答案為：4N，40N．
（2）第1、2兩次實驗是在壓力、接觸面的粗糙程度都相同的情況下進行的，只改變了接觸面積的大小，符合探究的要求；
故答案為：1和2．
（3）第1、3兩次實驗是在接觸面、摩擦因數不變的情況下，使壓力增大了，此時彈簧測力計的示數也增大了．
故答案為：滑動摩擦力與壓力成正比．
點評：此類實驗中，需要探究的量一般有三個，這里探究了其中的兩個，即摩擦力大小與壓力大小、接觸面積的大小的關系，其中，與壓力大小有關，與接觸面積的大小無關，這是我們應該熟知的結論；同時，實驗中還分別用到了轉換法和控制變量法，也是我們應該掌握的物理學的基本研究方法．