Question

8．在探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗中．

（1）實驗中，木板應水平放置，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊．
（2）小紅的二次實驗情況分別如圖中（a）（b）所示，則可初步得到的結論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大．
（3）在探究滑動摩擦力大小與接觸面積大小是否有關時，小華將木塊沿豎直方向截去一半后（如圖c所示），測得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不變．
（4）在圖c中，木塊切之后與切之前相比對地面的壓強將不變（填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）做勻速直線運動的物體受到的力是平衡力，此實驗的思路是讓木塊保持勻速直線運動．利用二力平衡的條件，通過彈簧測力計的示數來得到摩擦力的大小．
（2）分析序號a與b的實驗數據，找出相同因素和不同因素，結合控制變量法的思想就可以得出正確的結論．
（3）探究摩擦力的大小與接觸面積的大小是否有關時，應控制壓力和接觸面的粗糙程度不變．
（4）壓強由壓力和受力面積兩個因素決定旳．

解答 解：（1）實驗時，將木塊水平放置，用彈簧測力計水平向左拉動木塊，使其作勻速直線運動時，則木塊水平方向上受到拉力和滑動摩擦力的作用，這兩個力平衡力，根據二力平衡條件，滑動摩擦力大小等于拉力大小．
（2）分析比較ab的實驗數據，壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同，摩擦力大小也不同，壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大．
（3）因為滑動摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關，在研究滑動摩擦力大小跟接觸面面積的關系時，應保持壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，小華將木塊沿豎直方向截去一半后，雖然接觸面的粗糙程度沒變，但木塊對接觸面的壓力減小了一半，所以得出了錯誤的結論．
（4）壓強有壓力和受力面積兩個因素決定，當木塊被切之后壓力變為原來的$\frac{1}{2}$，受力面積也變為原來的$\frac{1}{2}$，根據P=$\frac{F}{S}$=$\frac{\frac{1}{2}F}{\frac{1}{2}S}$=$\frac{F}{S}$，故壓強不變．
故答案為：（1）水平；勻速；（2）壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大；（3）沒有控制壓力不變；（4）不變．

點評 正確使用控制變量法進行分析實驗是解答此題的關鍵，同時要學會利用二力平衡的條件間接測出摩擦力的方法．