Question

8．為了探究滑動摩擦力大小跟哪些因素有關(guān)，小明同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，做了一系列實(shí)驗(yàn)，以下是部分實(shí)驗(yàn)步驟（實(shí)驗(yàn)過程中，保持長木板水平）：

第1次：把木塊平放在長木板上，用彈簧測力計(jì)水平拉木塊作勻速直線運(yùn)動（如圖甲），讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)，并記錄下表中．
第2次：把木塊側(cè)放在長木板上，用同樣的方法拉木塊（如圖乙），記下相應(yīng)的示數(shù)．
第3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（如圖丙），記下相應(yīng)的示數(shù)：
（1）若已知木塊質(zhì)量為2kg，請你幫助小明填全表格內(nèi)的數(shù)據(jù)；
（2）比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可說明滑動摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)；
（3）比較第1、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以初步得出的結(jié)論是滑動摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)．壓力越大，摩擦力也越大．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	木塊對木板的壓力/N	彈簧測力計(jì)的示數(shù)/N	摩擦力/N
1	20	4.0	4.0
2		4.0
3		8.0

（4）在實(shí)驗(yàn)過程中，小明應(yīng)用了“控制變量法”，在第1次和第2次小明控制的物理量分別是壓力大小和接觸面的粗糙程度．也用到了“轉(zhuǎn)換法”，小明根據(jù)二力平衡條件把彈簧測力計(jì)數(shù)示大小轉(zhuǎn)換成摩擦力的大小．

Answer 1

分析 （1）（4）探究滑動摩擦力大小時(shí)，彈簧測力計(jì)顯示拉力大小，要使滑動摩擦力等于拉力大小，使木塊進(jìn)行勻速直線運(yùn)動．
知道質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力，木塊放在水平面上，壓力等于重力．
（2）（3）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，跟受力面積大小無關(guān)．
根據(jù)控制變量法，接觸面粗糙程度不變時(shí)，壓力增大，彈簧測力計(jì)示數(shù)增大，滑動摩擦力示數(shù)增大．

解答 解：（1）木塊進(jìn)行勻速直線運(yùn)動，木塊水平方向上受到拉力和滑動摩擦力作用，這兩個力是一對平衡力，大小相等．
每一個木塊的重力為：G=mg=2kg×10N/kg=20N，
兩個木塊的重力為40N，
所以實(shí)驗(yàn)1、2、3的壓力分別為：20N、20N、40N．
滑動摩擦力等于拉力大小，所以實(shí)驗(yàn)1、2、3的滑動摩擦力分別為：4.0N、4.0N、8.0N．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	木塊對木板的壓力/N	彈簧測力計(jì)的示數(shù)/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）研究滑動摩擦力的大小與接觸面積的關(guān)系時(shí)，要控制壓力大小相同，故比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可說明滑動摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)；
（3）比較第1、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以初步得出的結(jié)論是：在滑動摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)．壓力越大，摩擦力也越大；
（4）在實(shí)驗(yàn)過程中，小明應(yīng)用了“控制變量法”，在第1次和第2次小明控制的物理量分別是壓力大小和接觸面的粗糙程度．也用到了“轉(zhuǎn)換法”，小明根據(jù)二力平衡條件把彈簧測力計(jì)示數(shù)大小轉(zhuǎn)換成摩擦力大小．
故答案為：（1）如上所示；
（2）1、2；
（3）滑動摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)．壓力越大，摩擦力也越大
（4）壓力；  接觸面的粗糙程度； 二力平衡；彈簧測力計(jì)數(shù)示大小；   摩擦力的大小．

點(diǎn)評 本題探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，考查實(shí)驗(yàn)原理及控制變量法的運(yùn)用，體現(xiàn)了對過程和方法的考查．