Question

19．為了探究滑動摩擦力大小的影響因素，小明做了一系列實驗．以下是部分實驗步驟（實驗過程中保持長木板水平且固定，并保證所有實驗步驟操作規范）
第一次：把木塊平放在長木板上，用彈簧測力計水平拉動木塊，使木塊做勻速直線運動（如圖1），讀出彈簧測力計的示數，并記入表中；
第二次：把木塊側放在長木板上，用同樣的方法拉木塊（如圖2），記下相應的示數；
第三次：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3），記下相應的示數．

實驗次數	木塊對木板的壓力/N	彈簧測力計的示數/N	滑動摩擦力/N
一	20	4.0	4.0
二	20	4.0	4.0
三	40	8.0	8.0

（1）請你幫助小明填全表格內的數據．其理論依據是二力平衡原理．
（2）比較一、二兩次實驗數據，可以發現滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關．
（3）比較1、3次數據，可以得出的結論是：在接觸粗糙程度相同的情況下，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（4）另一組的小華同學在探究“接觸面積的大小對滑動摩擦力的影響”實驗時，他將木塊沿豎直方向截去一半后，用彈簧測力計拉著另一半做如圖所示的實驗，測得木塊所受的滑動摩擦力也變為原來的一半．由此得出結論：“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正確嗎？不正確你做出這種評價的理由是沒有控制壓力相同．
在此基礎上將如何改進？將截去的一半疊放在另一半上進行實驗．

Answer 1

分析 （1）利用測力計的示數來反應摩擦力的大小，是根據二力平衡的條件．據此可填出表中數據；
（2）比較滑動摩擦力的大小與接觸面積的關系，必須控制壓力和接觸面的粗糙程度相同，據此找出符合的實驗次數；
（3）比較1、3次數據，根據其變化量和不變量，找出摩擦力與變化量的關系即可；
（4）在探究接觸面積的大小對滑動摩擦力的影響時，必須要控制壓力大小和接觸面的粗糙程度相同．

解答 解：（1）要使測力計的示數與摩擦力相等，木塊必須處于平衡狀態，根據二力平衡原理，此時拉力與摩擦力相等，故表中數據為4.0N．
（2）要想比較滑動摩擦力的大小與接觸面積的關系，必須控制壓力和接觸面的粗糙程度相同，由圖示實驗和表中數據可知，第一、二次實驗符合要求，可得出的結論是：滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關．
（3）比較1、3次數據，可以看出，接觸面相同，壓力不同，可得出的結論是：在接觸粗糙程度相同的情況下，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（4）小華同學將木塊沿豎直方向截去一半后，用彈簧測力計拉著另一半做如圖所示的實驗，測得木塊所受的滑動摩擦力變為原來的一半．由此得出“滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小”．這一探究過程是不正確的，因為實驗時，未控制壓力一定，不符合控制變量法的要求．
為了控制壓力大小不變，可將截去的一半疊放在另一半上進行實驗．
故答案為：（1）4.0；二力平衡原理；
（2）一、二；
（3）在接觸粗糙程度相同的情況下，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（4）不正確；沒有控制壓力相同；將截去的一半疊放在另一半上進行實驗．

點評 在本題的探究實驗中，考查了二力平衡條件的運用，控制變量法分析實驗的現象與結論等，綜合性強，屬典型的探究實驗題．