Question

【題目】在探究“滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關”的過程中，一些同學做出了以下猜想：

猜想A：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關；

猜想B：滑動摩擦力的大小可能與接觸面間的壓力大小有關；

猜想C：滑動摩擦力的大小可能與產生摩擦力的兩物體間接觸面積的大小有關。

為了檢驗上述有關猜想是否正確，某同學選用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1】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滑動，讀出這時彈簧測力計的讀數（如圖甲）；

【步驟2】再在長方體木塊上放上砝碼（如圖乙），用彈簧測力計水平拉木塊，使砝碼與木塊一起沿直線勻速運動，比較“步驟2”與“步驟1”中彈簧測力計讀數的大小；

【步驟3】在水平長木板上鋪上一層棉布，把木塊平放在棉布上（不加砝碼），用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動（如圖丙），比較“步驟3”與“步驟1”中彈簧測力計讀數的大小。

（1）在以上的實驗步驟中為什么每次都要“用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動”？

（2）“步驟2”的設計目的是為了檢驗上述猜想（A、B、C）中哪一個的正確？（______）

（3）為了檢驗“猜想C”：是否正確，可在上述實驗基礎上再增加一個步驟，寫出你所設計的這一實驗步驟。

（4）在“步驟2”中，若木塊上方砝碼的重為0.5N，當用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，則砝碼與木塊間摩擦力的大小（______）

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較多，在上述探究過程中總要控制某些因素不變，進而尋找摩擦力的大小與另外一個因素的關系，這種研究問題的方法叫做“控制變量法”。想想看：在我們已學的物理知識中，研究哪些問題時用到過這種方法？（試舉一例）__________

Answer 1

【答案】 此時拉力的大小等于物體所受的摩擦力的大小 B 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滑動，讀出這時彈簧測力計的讀數，再與“步驟一”的讀數做比較 D 探究影響液體蒸發快慢的因素 探究不同材料的隔音性能等合理皆可

【解析】解答：(1)此實驗中摩擦力的大小是通過測力計的示數反映出來，就必須保證摩擦力與拉力大小相等即為一對平衡力，為此，就得讓木塊做勻速直線運動，此時拉力的大小等于物體所受的摩擦力的大小；(2)“步驟2”與“步驟1”的區別在于改變了壓力，其它條件沒變；顯然是探究“猜想B”； (3)在其它因素不變的前提下，只改變接觸面積，就可探究摩擦力與面積的關系，添加步驟：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滑動，讀出這時彈簧測力計的讀數，再與“步驟一”的讀數做比較；(4)產生摩擦力的條件是兩接觸的物體發生相對運動或者有相對運動的趨勢，而砝碼與木塊相對靜止，并且也沒有相對運動的趨勢，故它們之間的摩擦力為零；（5）探究影響液體蒸發快慢的因素 ； 探究不同材料的隔音性能等用到過這種控制變量法。