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①所示），讀出彈簧測力計的示數，并記人下表中；
第二次：把木塊側放在長木板上，用同樣的方法拉術塊（如圖②），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③），記下相應的示數．

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

（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

1、2

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：

在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大

．

Answer 1

分析：（1）根據平衡條件求出滑動摩擦力，根據木塊個數求出木塊對木板的壓力．
（2）探究摩擦力大小與接觸面面積的關系，應控制接觸面粗糙程度與壓力大小相等而接觸面的面積不同，分析表中數據，然后答題．
（3）分析表中1、3的實驗數據，根據控制的變量與實驗現象得出結論．

解答：解：（1）每個木塊的質量為2kg，每個木塊對木板的壓力F=G=mg=2kg×10N/kg20N，
兩個木塊對木板的壓力為40N，由平衡條件可知，滑動摩擦力等于拉力，數據如下表所示．

實驗序號	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	4.0
2	20	4.0	4.0
3	40	8.0	8.0

（2）由1、2兩次實驗數據可知，物體間接觸面的粗糙程度與物體間的壓力相同而接觸面的面積不同，物體間的滑動摩擦力相同，由此可知，滑動摩擦力的大小與接觸面積無關．
（3）由①、③兩次實驗數據可知，物體間接觸面的粗糙程度相同時，物體間的壓力越大，物體受到的滑動摩擦力越大．
故答案為：（1）如上表所示；（2）1、2；（3）在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大．

點評：在此類實驗中，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．