Question

2．小明進行探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關的實驗，實驗過程如圖所示．
（1）在實驗過程中，他必須拉著木塊作勻速直線運動，這樣才能保證彈簧測力計的示數等于摩擦力．
（2）比較甲、乙兩圖能說明滑動摩擦力的大小與壓力的大小有關；
比較甲、丙兩圖能說明滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關．
（3）完成上述探究實驗后，小華又將圖甲中木塊沿豎直方向截去一半后，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一定．

Answer 1

分析 （1）勻速直線運動狀態就是一種平衡狀態，平衡狀態時受到的力就是平衡力；
（2）影響摩擦力大小的因素是壓力的大小和接觸面的粗糙程度；在壓力一定時，接觸面越粗糙，摩擦力越大；在接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，摩擦力就越大；
（3）探究滑動摩擦力跟接觸面積大小的關系時，要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變．

解答 解：
（1）只有拉著木塊做勻速直線運動，木塊在水平方向上受到的拉力和摩擦力才是一對平衡力，彈簧測力計的示數才等于摩擦力；
（2）比較甲、丙兩圖可知：兩此實驗的接觸面的粗糙程度不變，壓力的大小不同，彈簧測力計的示數不同，所以能說明滑動滑動摩擦力的大小與壓力的大小是否有關；
比較甲、乙兩圖可知：兩此實驗的壓力大小不變，接觸面的粗糙程度不同，彈簧測力計的示數不同，所以能說明滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度是否有關；
（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．
故答案為：（1）勻速直線；彈簧測力計的示數等于摩擦力；（2）甲、乙；甲、丙；（3）沒有控制壓力一定．

點評 此實驗的思路是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，因此是否能保持正方體木塊的平衡狀態是實驗是否合理的關鍵，又由于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，所以在設計、分析實驗時要運用控制變量的思想．