Question

在探究“摩擦力的大小與什么因素有關”時，小明同學根據自己推箱子時，箱子越重，推起來越費力，提出了“影響摩擦力大小的因素可能與接觸面受到的壓力有關”的猜想；小華同學根據自己推箱子時，地面越粗糙，推起來越費力，提出了“影響摩擦力大小的因素可能與接觸面的粗糙程度有關”的猜想．如下圖是驗證他們猜想的實驗裝置圖．
①小明同學為了完成他自己的探究應按

乙

、

丙

兩圖進行．
②若小明選用正確的實驗裝置進行實驗得到下表所記錄的實驗數據，請根據數據在所給坐標中作出摩擦力的大小f與接觸面受到的壓力大小N之間的關系圖象．

N/N	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
F/N	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2

③根據圖象可以得出f與N的關系是

接觸面的粗糙程度相同，滑動摩擦力大小與壓力成正比

．
④小明和小華同學在實驗中都應使木塊做

勻速直線

運動．
⑤探究此實驗問題時，小紅設計了和他們不一樣的實驗，如圖實驗時只要拖動長木板讀出彈簧力計的示數，即可測出木塊和木板之間的摩擦力．小明和小華看了小紅的實驗后，認為小紅設計的實驗優于自己設計的實驗．對此你能說出其中的原因嗎？

木板不一定要做勻速直線運動（或彈簧測力計保持靜止，便于讀數）

．

Answer 1

分析：①要解決此題，需要掌握控制變量法．滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，所以要探究滑動摩擦力大小與其中一個力之間的關系，需要控制另一個量不變．
②在作圖時，首先根據表格中的數據描點，然后將各點用平滑的曲線連接起來．
③分析圖象，觀察摩擦力大小與壓力大小的變化情況，得出摩擦力大小與壓力之間的關系．
④掌握二力平衡條件的應用，在實驗中拉動小車做勻速直線運動，此時小車受力平衡，摩擦力與拉力大小相等．
⑤滑動摩擦力的大小通過彈簧測力計的示數體現，根據二力平衡的知識，只有物體做勻速直線運動時，摩擦力才等于彈簧測力計的拉力，因此必須控制木塊做勻速直線運動，而木塊做勻速直線運動是不容易控制的．

解答：解：①小明認為提出了“影響摩擦力大小的因素可能與接觸面受到的壓力有關”的猜想，所以在實驗中要控制接觸面的粗糙程度相同，壓力的大小不同，符合條件的是甲、丙兩圖．
故答案為：乙；丙．
②圖象中橫坐標表示壓力，縱坐標表示摩擦力，根據表格中數據進行描點，并用平滑的曲線連接起來，如圖

③通過圖象，摩擦力與壓力大小關系是一條上升的直線，所以可以得出接觸面的粗糙程度相同，滑動摩擦力大小與壓力成正比．
故答案為：接觸面的粗糙程度相同，滑動摩擦力大小與壓力成正比．
④在此實驗中，為使摩擦力大小與拉力相等，需要拉動小車做勻速直線運動．
故答案為：勻速直線．
⑤小明的設計必須保證木塊做勻速直線運動，根據二力平衡的知識，摩擦力的大小才等于彈簧測力計的拉力，但是很難讓木塊保持勻速直線運動狀態，導致了彈簧測力計的示數不穩定．小紅的設計中無論長木板是否做勻速直線運動，木塊都處于靜止狀態，根據二力平衡的條件，拉力等于摩擦力，而且無論拉木板速度多少，摩擦力都一樣，不改變摩擦力大小，所以容易讀數．
故答案為：木板不一定要做勻速直線運動（或彈簧測力計保持靜止，便于讀數）．

點評：探究摩擦力的實驗一般從兩個方面進行考查：
①控制變量法研究實驗的步驟，抓住變量和不變量；
②實驗中要求拉動木塊做勻速直線運動的原因，以及實驗的改進方法．