Question

小明、小紅和小王在探究“摩擦力的大小可能跟哪些因素有關(guān)”的過程中，分別提到了以下猜想：
小明：摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；
小紅：摩擦力的大小可能與接觸面間的壓力大小有關(guān)；
小王：摩擦力的大小可能與產(chǎn)生摩擦力的兩個接觸面的接觸面積的大小有關(guān)；
為了驗證上述猜想是否正確，小明選用了一塊底面與各個側(cè)面粗糙程度相同的長方體木塊，并設(shè)計了以下的探究方案：
步驟1：把長方形木塊平放在水平的長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊作勻速直線運動，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)（如圖甲）
步驟2：在長方形木塊上放上砝碼（如圖乙），用彈簧測力計水平拉木塊作勻速直線運動，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)．
步驟3：在水平長木板上鋪上棉布，把木塊平放在棉布上（不加砝碼），用彈簧測力計水平拉木塊作勻速直線運動，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)（如圖丙）．比較“步驟3”與“步驟1”中彈簧測力計的示數(shù)的大小．

（1）當(dāng)用彈簧測力計水平拉木塊做勻速直線運動，摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數(shù)，為什么？
（2）步驟2的設(shè)計目的是為了驗證哪種猜想的正確？
（3）為了檢驗小王的猜想是否正確，可在上述試驗的基礎(chǔ)上再增加一個步驟，寫出你所設(shè)計的這一實驗步驟．
（4）在步驟2中，若木塊和砝碼的總重為0.5N，當(dāng)用彈簧測力計水平拉木塊作勻速直線運動時，則砝碼與木塊摩擦力之間的關(guān)系是：______．
A．大于0.5N     B．大于零且小于0.5N    C．等于0.5N     D．等于零
（5）考慮到影響摩擦力的因素教多，在上述探究過程中總要控制某些因素，使他們保持不變，進而尋找摩擦力的大小與另外一個因素的關(guān)系，這種研究問題方法叫做“控制變量法”想想看，在我們探究過的哪些物理問題中用到過這種方法？

Answer 1

【答案】分析：（1）摩擦力大小可能跟壓力大小、接觸面的粗糙程度、接觸面積大小有關(guān)．用控制變量法研究摩擦力大小的影響因素．研究摩擦力跟壓力關(guān)系時，控制接觸面粗糙程度和接觸面積不變．研究摩擦力跟接觸面粗糙程度關(guān)系時，控制壓力和接觸面積不變．研究摩擦力跟接觸面積的關(guān)系時，控制壓力和接觸面粗糙程度不變．
（2）物體靜止和勻速直線運動時受到平衡力的作用．木塊的摩擦力無法直接測得，讓木塊在水平面上勻速直線運動，摩擦力等于拉力．
（3）摩擦力跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，有壓力，表面不是光滑的，一定存在摩擦力，摩擦力最大等于物體的重力．
解答：解：（1）彈簧測力計拉動木塊時，水平方向上木塊受到摩擦力和拉力，彈簧測力計顯示的是拉力大小，木塊勻速直線運動時，摩擦力和拉力是平衡力，大小相等．
（2）步驟1和步驟2，控制接觸面的粗糙程度相同，改變壓力大小，研究摩擦力和壓力關(guān)系．
（3）小王猜想摩擦力可能跟接觸面積有關(guān)，增加步驟4：將這個木塊側(cè)放在長木板上，用彈簧測力計拉著它在水平木板上做勻速直線運動，記下彈簧測力計的示數(shù)．步驟1和步驟4進行比較．
（4）砝碼和木塊一起做勻速直線運動，兩者之間既無相對運動、也無相對運動趨勢，所以不受摩擦力，即摩擦力為0；
（5）常用控制變量法探究物理問題．探究電流跟電壓關(guān)系時；探究電阻大小的影響因素；探究壓力作用效果影響因素；探究液體壓強大小的影響因素等等．
故答案為：（1）物體如果做勻速直線運動，是因為受到平衡力，此時摩擦力和拉力是一對平衡力，大小相等，所以此時彈簧測力計的示數(shù)即表示拉力的大小又表示了摩擦力的大�。�
（2）摩擦力的大小可能與接觸面間的壓力大小有關(guān)．
（3）將這個木塊側(cè)放在長木板上，用彈簧測力計拉著它在水平木板上做勻速直線運動，記下彈簧測力計的示數(shù)．
（4）D．
（5）探究電流跟電壓的關(guān)系時，電阻不變．（答案不唯一）
點評：（1）掌握用控制變量法探究摩擦力大小的影響因素．掌握摩擦力大小的影響因素．
（2）掌握物體靜止和勻速直線運動時受到平衡力的作用．