Question

17．為了探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關，小明同學在老師的指導下做了一系列實驗．以下是部分實驗步驟（實驗過程中保持長木板水平且固定）．

第一次：把木塊水平放在長木板上，用彈簧測力計水平拖拉木塊，使木塊做勻速直線運動（如圖甲），讀出彈簧測力計的示數，并記入表中：
第二次：把木塊側方在長木板上，用同樣的方法拉木塊（如圖乙），記下相應的示數；
第三次：把兩塊相同的木塊疊放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
1	20	4.0	4.0
2	20	4.0	4.0
3	40	8.0	8.0

（1）該實驗的原理是根據二力平衡知道摩擦力大小的；請你依據這個原理幫助小明填全表格內的數據；
（2）比較第1和2兩次實驗數據，可以發現滑動摩擦力的大小與接觸面積無關；
（3）比較1、3兩次實驗數據，可以初步得出的結論是：在接觸面粗糙程度不變的情況下，滑動摩擦力的大小與壓力的大小有關，壓力越大，滑動摩擦力越大．．

Answer 1

分析 （1）摩擦力很難直接觀察得到，因此，利用轉換法的思想，當用彈簧測力計拉著木塊做勻速直線運動時，拉力與摩擦力是一對平衡力，這樣可得到摩擦力的大��；
（2）（3）摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關，而與接觸面積無關，在探究時，應運用控制變量法，每次只研究其中的一個量，保持其他的量不變．

解答 解：
利用轉換法來測量摩擦力時，當物體做勻速直線運動時，拉力與摩擦力是一對平衡力，此時可通過彈簧測力計的示數得出拉力的大小；
（1）實驗2中彈簧測力計的示數等于滑動摩擦力的大小，為4N；實驗3中木塊對木板的太力增大了一倍，為40N；
（2）第1、2兩次實驗是在壓力、接觸面的粗糙程度都相同的情況下進行的，只改變了接觸面積的大小，摩擦力大小不變，可得結論：在壓力、接觸面的粗糙程度都相同的情況下，滑動摩擦力的大小與接觸面積無關；
（3）第1、3兩次實驗是在接觸面粗糙程度不變的情況下，使壓力增大了，此時彈簧測力計的示數也增大了，可得結論：在接觸面粗糙程度不變的情況下，滑動摩擦力的大小與壓力的大小有關，壓力越大，滑動摩擦力越大．
故答案為：（1）二力平衡；
見下表；

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
1	20	4	4
2	20	4	4
3	40	8	8

（2）1和2；（3）在接觸面粗糙程度不變的情況下，滑動摩擦力的大小與壓力的大小有關，壓力越大，滑動摩擦力越大．

點評 在此類實驗中，需要探究的量一般有三個，這里探究了其中的兩個，即摩擦力大小與壓力大小、接觸面積的大小的關系，其中，與壓力大小有關，與接觸面積的大小無關，這是我們應該熟知的結論；同時，實驗中還分別用到了轉換法和控制變量法，也是我們應該掌握的物理學的基本研究方法．