Question

12．在探究“影響摩擦力大小的因素”實驗中，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接觸面積的大��；④物體運動的快慢．為此，小明用各個面粗糙程度均相同的長方體木塊進行了如下實驗．
（1）實驗中需用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動長方體木塊，使它沿長木板滑動，目的是使拉力和摩檫力構(gòu)成一對平衡（“平衡”或“相互作用”）力．
（2）對比實驗甲、乙是為了驗證猜想①；
（3）對比實驗甲和丙，是為了驗證猜想②；（填猜想因素的序號）
（4）小明利用圖甲實驗器材驗證猜想③，須再把木塊側(cè)放，并按正確的方法拉動木塊，發(fā)現(xiàn)兩次彈簧測力計的示數(shù)相等，從而得出：滑動摩擦力的大小與接觸面積的
大小無關(guān)（“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
（5）小明為了驗證猜想④，進行了如下實驗：將木塊放在木板上，沿水平方向以較小速度勻速拉動木塊，記下測力計示數(shù)F₁，然后加速拉動木塊，記下測力計示數(shù)F₂，發(fā)現(xiàn)F₁＜F₂，于是得出“摩擦力大小與物體運動快慢有關(guān)”的結(jié)論．你認為小明的實驗方案是錯誤（“正確”或“錯誤”）的，理由是第二次沒有勻速拉動木塊，此時拉力與摩擦力不是平衡力．

Answer 1

分析 （1）利用測力計的示數(shù)來反應(yīng)摩擦力的大小，是根據(jù)二力平衡的條件．因此要讓木塊做勻速直線運動．
（2）研究摩擦力大小與什么因素有關(guān)，要利用控制變量法來研究，研究與壓力大小是否有關(guān)，必須要保證壓力大小不同．甲、乙符合條件．
（3）甲、丙兩圖的不同點也可得出摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系；
（4）要探究摩擦力大小與接觸面積的關(guān)系，需保持其它條件不變，改變接觸面積的大小，將木塊平放、側(cè)放、豎放，比較測力計的示數(shù)；
（5）摩擦力大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，壓力和接觸面的粗糙程度不變，摩擦力不變，若物體受到的動力大于阻力，物體做加速運動．

解答 解：
（1）用彈簧測力計拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運動，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力計的示數(shù)；
（2）要驗證猜想①，需要控制接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同，由圖示實驗可知，符合要求的是圖甲與圖乙所示實驗；
（3）由甲和丙兩實驗可知，物體間的壓力相等而接觸面的粗糙程度不同，接觸面越粗糙，木塊受到的滑動摩擦力越大，由此可知：在壓力相同的情況下，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大，可以驗證猜想②；
（4）小明利用圖甲實驗裝置驗證猜想④，必須再把木塊側(cè)放，并按正確的方法拉動木塊，發(fā)現(xiàn)兩次彈簧測力計的示數(shù)相等．從而得出滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關(guān)；
（5）探究滑動摩擦力大小與物體運動速度的大小是否有關(guān)時，應(yīng)控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變，因此可采取的做法是：拉動木塊以不同的速度做勻速運動，觀察比較測力計的示數(shù)情況；當物體做加速運動時，由于壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力大小不變，此時拉力大于摩擦力，
故答案為：（1）勻速；平衡；（2）甲、乙；（3）②；（4）側(cè)；無關(guān)；（5）錯誤；第二次沒有勻速拉動木塊，此時拉力與摩擦力不是平衡力．

點評 掌握二力平衡的應(yīng)用和滑動摩擦力大小的影響因素，利用控制變量法對實驗進行設(shè)計、同時對實驗結(jié)論進行分析是解答的關(guān)鍵．