Question

在探究“滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關”的實驗中，一些同學做出了以下猜想

猜想A：滑動摩擦力可能與接觸面的粗糙程度有關；
猜想B：滑動摩擦力可能與接觸面間壓力大小有關；
猜想C：滑動摩擦力可能與物體間接觸面積的大小有關．
為了檢驗上述猜想是否正確，某同學選了一塊底面與各個側面粗糙程度均相同的長方體木塊，并設計了以下實驗方案．
步驟一：把長方體木塊平放在水平的長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速運動（如圖甲），記下此時彈簧測力計的讀數．
步驟二：在長方體木塊上放上砝碼，用彈簧測力計水平拉木塊，使砝碼和本塊一起沿直線勻速運動（如圖乙），比較步驟二與步驟一中彈簧測力計示數的大小．
步驟三：在水平長木板上鋪上一棉布，把長方形木塊平放在棉布上（不知砝碼），用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速運動（如圖丙），比較步驟一與步驟三中彈簧測力計示數的大小．
回答下面的問題
（1）實驗中為了測量滑動摩擦力的大小，應用彈簧測力計沿水平方向______拉動木塊．某同學的實驗數據如下

編號	接觸面	壓力/N	滑動摩擦力/N
甲	木塊與木板	3.0	0.6
乙	木塊與木板	3.5	0.7
丙	木塊與棉布	3．O	0.8

（2）設計步驟二并與步驟一中彈簧測力計的示數進行比較，目的是為了檢驗上述猜想______正確與否．
（3）在步驟一實驗中如果用0.8N的水平拉力拉動木塊，則木塊受到的滑動摩擦力為______N．
（4）為了檢驗猜想C正確，可在上述實驗基礎上增加一個步驟，寫出你所設計的這一實驗步驟：______．
（5）實驗過程中，若將圖乙與圖丙進行比較，則______（選填“能”或“不能”）得出正確結論，原因是：______．
（6）在初中學習物理的過程中，采用與本實驗相同研究方法的實驗還有很多，請你寫出其中一個實驗的名稱______．

Answer 1

解：（1）要測滑動摩擦力，需拉動木塊做勻速直線運動，此時拉力與摩擦力是一對平衡力，大小相等．
故答案為：勻速直線．
（2）影響滑動摩擦力的因素有壓力的大小和接觸面的粗糙程度，步驟2與步驟1相比，接觸面的粗糙程度相同，增加了砝碼后，壓力增大，因此是探究的摩擦力大小與壓力大小的關系，為了檢驗猜想B的正確與否．
故答案為：B．
（3）雖然拉力大小變了，但壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力大小也不變．
故答案為：0.6．
（4）滑動摩擦力跟壓力和接觸面粗糙程度有關，控制壓力和接觸面粗糙程度一定，讓長方體木塊側放或豎放來改變接觸面積的大小，測量摩擦力大小和步驟1進行比較．
故答案為：把長方體木塊側放在水平的長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速運動，記下此時彈簧測力計的讀數．
（5）乙、丙兩圖壓力的大小、接觸面的粗糙程度均不同，違反了控制變量法，所以不能得出正確的結論．
故答案為：不能；存在壓力和接觸面的粗糙程度不同兩個變量．
（6）在初中物理中，有若干的實驗都是采用了控制變量法進行的，如：探究壓強大小與哪些因素有關；探究摩擦力大小與哪些因素有關；探究動能的大小與哪些因素有關；探究電流、電壓、電阻的關系等．
故答案為：探究動能的大小與哪些因素有關（或探究電阻的大小與哪些因素有關）．
分析：（1）在此題中要掌握二力平衡條件的應用，要測量摩擦力的大小，需拉動測力計做勻速直線運動，此時拉力大小與摩擦力大小相等．
（2）根據影響摩擦力大小的兩個因素，結合控制變量法，可對圖甲、圖乙中的變量和控制量進行分析，步驟2的主要變化是增加了壓力，應從這一角度來分析．
（3）認清影響滑動摩擦力大小的因素，雖然拉力發生了變化，影響因素不變，則摩擦力不變．
（4）用控制變量法研究摩擦力大小和接觸面積的關系，控制壓力大小、接觸面粗糙程度不變，改變接觸面積．
（5）乙、丙兩圖壓力的大小、接觸面積的粗糙程度均不同，違反了控制變量法，所以不能得出正確的結論．
（6）聯系物理學中所涉及的實驗，判斷出利用控制變量的實驗即可．
點評：（1）滑動摩擦力在物體的接觸面上，所以摩擦力的大小無法直接測量，可借助于平衡力的條件，將摩擦力的大小轉化成測力計示數的大小進行測量；
（2）由猜想可知滑動摩擦力的大小可能跟接觸面的粗糙程度、壓力的大小、接觸面積的大小等有關，因此在分析實驗結論和設計實驗步驟時應使用控制變量的方法．