Question

為了探究滑動(dòng)摩擦力的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(zhǎng)木板水平且固定)．

    第一次：把木塊水平放在長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拖拉木塊，使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并記入下表中；

第二次：把木塊側(cè)放在長(zhǎng)木板上，用同樣的方法拉木塊，如圖乙所示，記下相應(yīng)的示數(shù)；

第三次：把兩塊相同的木塊疊放在一起平放在長(zhǎng)木板上，再用同樣的方法拉木塊，如圖丙所示，記下相應(yīng)的示數(shù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	木塊對(duì)木板的壓力／N	彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)／N	滑動(dòng)摩擦力／N
一	20	4.0
二	20	4.0
三		8.0

    (1)請(qǐng)你幫助小明填全表格內(nèi)的數(shù)據(jù)；

    (2)比較_______兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)；

    (3)比較一、三兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以初步得出的結(jié)論是：_________________________．

 

Answer 1

【答案】

(1)如表所示．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	木塊對(duì)木板的壓力／N	彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)／N	滑動(dòng)摩擦力／N
一	20	4.0	4.0
二	20	4.0	4.0
三	40	8.0	8.0

(2)一、二    (3)在接觸面的粗糙程度一定時(shí)，滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的壓力成正比 

【解析】利用轉(zhuǎn)換法來測(cè)量摩擦力時(shí)，當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，此時(shí)可通過彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)得出拉力的大小；

（1）實(shí)驗(yàn)2中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力的大小，為4N；實(shí)驗(yàn)3中木塊對(duì)木板的太力增大了一倍，為40N；

（2）第1、2兩次實(shí)驗(yàn)是在壓力、接觸面的粗糙程度都相同的情況下進(jìn)行的，只改變了接觸面積的大小，符合探究的要求；

（3）第1、3兩次實(shí)驗(yàn)是在接觸面不變的情況下，使壓力增大了，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)也增大了．

故答案為：（1）見下表；

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	木塊對(duì)木板的壓力/N	彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)/N	滑動(dòng)摩擦力/N
1	20	4	4
2	20	4	4
3	40	8	8

（2）1和2；

（3）接觸面粗糙程度相同，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．

思路分析：（1）摩擦力很難直接觀察得到，因此，利用轉(zhuǎn)換法的思想，當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，這樣可得到摩擦力的大小；

（2）摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，而與接觸面積無關(guān)，在探究時(shí)，應(yīng)運(yùn)用控制變量法，每次只研究其中的一個(gè)量，保持其他的量不變．

試題點(diǎn)評(píng)：在此類實(shí)驗(yàn)中，需要探究的量一般有三個(gè)，這里探究了其中的兩個(gè)，即摩擦力大小與壓力大小、接觸面積的大小的關(guān)系，其中，與壓力大小有關(guān)，與接觸面積的大小無關(guān)，這是我們應(yīng)該熟知的結(jié)論；同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中還分別用到了轉(zhuǎn)換法和控制變量法，也是我們應(yīng)該掌握的物理學(xué)的基本研究方法．