Question

22、某物理活動小組在探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的活動中，進行了如下的探究實驗．

（1）小明同學在水平木板上，用彈簧測力計水平向左拉動木塊，使其作勻速直線運動，彈簧測力計示數如圖所示．他根據

二力平衡

知識可知，木塊所受的滑動摩擦力為

2.8

N．
（2）小華將木塊沿豎直方向截去一半后，測得木塊所受的滑動摩擦力變為原來一半．她由此得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減�。�你認為她的探究過程中存在的問題是

沒有控制變量（或壓力發生了改變）

．
（3）如果小強同學重復做小明的那次實驗時，是拉動物體加速運動的，此時物塊受到水平木板對它的摩擦力將如何變化？

不變

（填“變大”、“變小”或“不變”），理由是什么？

壓力和接觸面的粗糙程度沒有改變

．
（4）實驗結束后，該小組的同學們在交流時，小紅同學提出，摩擦力的大小是與壓力的大小有關還是與重力的大小有關，同組的同學們進行討論，最后在沒有添加任何器材的情況下，設計了一個方案解決了這個問題．如果你是該小組的一名成員，你認為他們設計的方案是什么？實驗結論是什么？
設計方案（簡要敘述）：

把長木板傾斜一定的角度，然后勻速成拉動木塊，讀出彈簧測力計的讀數

；
實驗結論：

如果彈簧測力計的讀數不變，說明摩擦力與重力有關；如果讀數改變，說明與重力無關而與壓力有關

．

Answer 1

分析：（1）摩擦力不能直接測量，采用轉換法，拉動物體做勻速運動時測力計拉力與摩擦力相等．
（2）將木塊沿豎直方向截去一半后，接觸面積減小一半的同時，壓力也減小了一半，無法比較，需要采取控制變量法．
（3）滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關．
（4）采用控制變量法：保證物體的重力不變，改變壓力的方法簡單易行．

解答：解：（1）當勻速拉動物體時，物體受平衡力，根據二力平衡的知識，測力計的拉力與摩擦力大小相等．f=F_拉=2.8N．
（2）探究接觸面積與摩擦力的關系時，應控制壓力相等，小華的做法沒有控制變量．
（3）滑動摩擦力的大小與壓力有關，壓力越大，摩擦力越大；與接觸面的粗糙程度有關，接觸面越粗糙摩擦力越大．物體運動的速度不影響摩擦力的大�。�
（4）保證重力不變，改變壓力，方法較多，只要合理就可以，在現有器材的條件下，可以采用抬高木板一端的方法，勻速拉動物體，根據測力計的示數是否變化分析與什么因素有關．
故答案為：
（1）二力平衡；2.8．
（2）沒有控制變量（或壓力發生了改變）．
（3）不變；壓力和接觸面的粗糙程度沒有改變．
（4）設計方案：把長木板傾斜一定的角度，然后勻速成拉動木塊，讀出彈簧測力計的讀數．
結論：如果彈簧測力計的讀數不變，說明摩擦力與重力有關；如果讀數改變，說明與重力無關而與壓力有關．

點評：本題是實驗探究題，綜合性強，靈活性高，要求學生知識面廣．