Question

18．小明在做“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗時：
（1）如圖甲所示，圖示操作中的錯誤是拉力沒有沿水平方向，糾正該錯誤后，小明用彈簧測力計拉木塊在水平木板上做勻速直線運動，此時彈簧測力計的示數等于滑動摩擦力的大小，這是應用了二力平衡知識．
（2）如圖乙所示，老師給聰明的小明提供了兩個同種材料制成的正方體A和B（各面粗糙程度均相同，且都帶有拉環），并巧妙地用定滑輪改變了拉力的方向進行實驗．請你與小明一起參加探究：
①當勻速拉動B時，讀出彈簧測力計的示數F₁；
②將A疊放在B上，再勻速拉動B時，讀出彈簧測力計的示數F₂；發現F₂＞F₁，這說明滑動摩擦力的大小與壓力大小有關．
③只利用給定的實驗器材，不能（選填“能”或“不能”）探究滑動摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關．
④小明想要繼續探究滑動摩擦力與接觸面積的關系，他用如圖所示的裝置分別勻速拉動正方體A和B來測量它們所受到的滑動摩擦力．他發現“勻速拉動體積大的物體A時，所用的拉力大”，于是他認為“接觸面積大的物體所受的摩擦力大”．老師指出小明的做法欠妥，請你利用給定的實驗器材，在步驟②的基礎上，幫助小明完成實驗探究：寫出簡要步驟和判斷方法．
簡要步驟：將B疊放在A上，沿水平方向勻速拉動下方的A，讀出彈簧測力計的示數F₃；判斷方法：若F₂＜F₃，則小明的觀點是正確的，若F₂=F₃或F₂＞F₃，則小明的觀點是錯誤的．

Answer 1

分析 （1）在測量滑動摩擦力時，需沿水平方向勻速拉動測力計，此時拉力與摩擦力平衡，是一對平衡力；
（2）②將A疊放在A上，改變了壓力，接觸面的粗糙程度沒變，從而可得影響摩擦力的影響因素；
③要探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系，需使接觸面的粗糙程度不同，壓力大小相同；
④要探究滑動摩擦力與接觸面積的關系，需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同．

解答 解：
（1）由圖甲知，拉力斜向上，摩擦力在水平方向，此時拉力與摩擦力不是一對平衡力，大小不相等；
實驗中應沿水平方向拉動木塊做勻速直線運動，此時拉力與摩擦力是一對平衡力，根據二力平衡知識可知，測力計的示數等于摩擦力的大小；
（2）②將A疊放在B上，接觸面的粗糙程度未變，壓力增大，摩擦力增大，說明滑動摩擦力大小與壓力大小有關，且壓力越大，滑動摩擦力越大；
③由于給出的器材各面的粗糙程度相同，所以只利用給定的實驗器材，不能探究滑動摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關；
④小明的實驗過程，未控制壓力大小不變，所以得出了錯誤的結論，為了很好地控制壓力大小，可再將B疊放在A上，沿水平方向勻速拉動下方的A，讀出彈簧測力計的示數；
根據小明的觀點，若F₂＜F₃，則小明的觀點是正確的，若F₂=F₃或F₂＞F₃，則小明的觀點是錯誤的．
故答案為：（1）拉力沒有沿水平方向；勻速直線運動；二力平衡；（2）②壓力大小；③不能；④將B疊放在A上，沿水平方向勻速拉動下方的A，讀出彈簧測力計的示數F₃；若F₂＜F₃，則小明的觀點是正確的，若F₂=F₃或F₂＞F₃，則小明的觀點是錯誤的．

點評 探究滑動摩擦力大小的影響因素，為了使滑動摩擦力等于拉力，一定要使木塊進行勻速直線運動；掌握滑動摩擦力大小的影響因素，利用控制變量法探究滑動摩擦力大小的影響因素．