Question

（2012?盤錦）小明在探究“滑動摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗中：
（1）把木塊平放在長木板上（如圖甲），用彈簧測力計在水平方向上

勻速直線

拉動木塊；若拉力大小為2N，則滑動摩擦力大小為

2

N；若在木塊上放一重物（如圖乙），重復上面的實驗，拉力大小為2.6N，比較甲、乙；兩圖得到的結論是

接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大

．
（2）將木塊沿豎直方向截取一半后，仍平放在長木板上，測得剩余木塊所受的滑動摩擦力變為原來一半．他由此得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小．你認為他的探究過程中存在的問題是

沒有控制壓力大小不變

．
（3）小明又猜想：滑動摩擦力大小是否會與物體運動速度的大小有關呢？請你利用圖中已有器材驗證小明的猜想．
①進行實驗的主要步驟是

把木塊平放在長木板上（如圖甲），用彈簧測力計在水平方向上用速度v₁勻速直線拉動木塊，讀出此時彈簧測力計示數F₁；把木塊平放在長木板上（如圖甲），用彈簧測力計在水平方向上用速度v₂勻速直線拉動木塊，讀出此時彈簧測力計示數F₂

．
②分析論證：

若F₁=F₂，滑動摩擦力的大小與速度無關；若F₁≠F₂，滑動摩擦力的大小與速度有關

．

Answer 1

分析：（1）彈簧測力計拉動物體運動時，彈簧測力計顯示拉力大小，當彈簧測力計拉動木塊進行勻速直線運動時，木塊受到平衡力作用，根據平衡力的條件進行判斷．
滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關．當接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大．當壓力大小一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．
（2）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關．探究滑動摩擦力大小跟接觸面積的關系，一定要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變．
（3）探究滑動摩擦力大小跟物體運動速度的關系，一定要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變，改變物體運動速度的大小．當物體運動速度發生改變時，滑動摩擦力大小相等，說明滑動摩擦力大小跟物體運動速度無關；當物體運動速度發生改變時，滑動摩擦力大小不相等，說明滑動摩擦力大小跟物體運動速度有關．

解答：解：（1）彈簧測力計拉動木塊運動時，彈簧測力計顯示拉力大小，當木塊進行勻速直線運動時，木塊受到的拉力和滑動摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以滑動摩擦力大小等于拉力大小，所以滑動摩擦力大小是2N．
若在木塊上放一重物（如圖乙），重復上面的實驗，拉力大小為2.6N，滑動摩擦力大小也為2.6N，甲、乙兩圖得到的結論是接觸面粗糙程度不變時，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（2）探究滑動摩擦力大小跟接觸面積的關系，一定要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變．將木塊沿豎直方向截取一半后，仍平放在長木板上，只控制接觸面粗糙程度不變，沒有控制壓力大小不變，所以得出的實驗結論是不合理的．
（3）探究滑動摩擦力大小跟物體運動速度的關系，一定要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變，改變物體運動速度的大小．
實驗步驟：把木塊平放在長木板上（如圖甲），用彈簧測力計在水平方向上用速度v₁勻速直線拉動木塊，讀出此時彈簧測力計示數F₁；把木塊平放在長木板上（如圖甲），用彈簧測力計在水平方向上用速度v₂勻速直線拉動木塊，讀出此時彈簧測力計示數F₂．
實驗分析：若F₁=F₂，滑動摩擦力的大小與速度無關；若F₁≠F₂，滑動摩擦力的大小與速度有關．
故答案為：（1）勻速直線；2；接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大；（2）沒有控制壓力大小不變；（3）①把木塊平放在長木板上（如圖甲），用彈簧測力計在水平方向上用速度v₁勻速直線拉動木塊，讀出此時彈簧測力計示數F₁；把木塊平放在長木板上（如圖甲），用彈簧測力計在水平方向上用速度v₂勻速直線拉動木塊，讀出此時彈簧測力計示數F₂．
②若F₁=F₂，滑動摩擦力的大小與速度無關；若F₁≠F₂，滑動摩擦力的大小與速度有關．

點評：（1）掌握滑動摩擦力大小的影響因素，利用控制變量法探究滑動摩擦力大小跟各因素之間的關系．
（2）一個物體量受多個因素影響時，探究物理量和其中一個因素的關系時，一定要控制其它因素不變，這種方法是控制變量法，初中物理實驗中經常用到控制變量法，一定要熟練掌握．