Question

為了測定木塊所受到的滑動摩擦力，小明分別設計了甲、乙兩種實驗方案，實驗裝置如圖所示．實驗中不計彈簧測力計的重力．
甲方案：實驗裝置安裝如圖甲所示，通過彈簧測力計水平向左拉木塊，使木塊在木板上面滑動．
乙方案：實驗裝置安裝如圖乙所示，水平向左拉木板，使木板在木塊下面滑動．
（1）從實驗操作方面考慮，應選擇

乙

方案．從實驗誤差方面考慮，應選擇

乙

方案．
（2）小明選擇合理方案后，開始進行實驗：它前后將毛巾、棉布鋪設在木板上來進行實驗，是想探究滑動摩擦力與

接觸面粗糙程度

的關系．它前后將不同重力的砝碼放在木塊上來進行實驗，是想探究滑動摩擦力與

壓力大小

的關系．在實驗的過程中，小明用到的實驗探究方法是

控制變量法

．
（3）實驗過程中的數據如下表所示，在以下實驗數據中彈簧測力計的示數

等于

木塊所受摩擦力的大小（選填“大于”、“小于”或“等于”），因為木塊此時保持

靜止

（選填“靜止”“勻速直線運動”）．根據表格中的數據可以得出結論：
由實驗1、2、3得：

壓力相同，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大

由實驗3、4、5得：

接觸面粗糙程度相同，壓力越大，滑動摩擦力越大

實驗次數	接觸面的材料性質	壓力（N）	彈簧測力計示數（N）
1	木塊與木板	3	0.20
2	木塊與棉布	3	0.35
3	木塊與毛巾	3	0.45
4	木塊與毛巾	5	0.60
5	木塊與毛巾	7	0.80

Answer 1

分析：（1）分析兩種方案的不同點，在實驗中要根據二力平衡條件測量摩擦力的大小，甲圖不容易控制，乙圖比較容易控制；
（2）掌握控制變量法在實驗中的應用，要探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系，需保持壓力大小相同，接觸面的粗糙程度不同；
要探究滑動摩擦力大小與壓力大小的關系，需保持接觸面的粗糙程度相同，壓力大小不同；
（3）根據二力平衡條件，拉動木板運動時，木塊始終處于靜止狀態，測力計的示數等于摩擦力的大小；
分析1、2、3中控制的變量和改變的量及測力計的示數，得出摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系；
分析4、5、6中控制的變量和改變的量及測力計的示數，得出摩擦力大小與壓力大小的關系．

解答：解：（1）甲方案直接拉動木塊做勻速直線運動，不容易操作，且讀數困難，造成誤差較大；
方案乙抽動木板運動時，木塊始終處于靜止狀態，此時拉力始終等于摩擦力，利于操作，而且誤差小；
（2）小明使用不同的接觸面，要探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關系；
前后將不同重力的砝碼放在木塊上，改變了壓力的大小，要探究摩擦力與壓力大小的關系；
在探究探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關系時，需控制壓力大小不變；在探究摩擦力與壓力大小的關系時，需控制接觸面的粗糙程度不變，用到了控制變量法；
（3）實驗數據中彈簧測力計的示數等于木塊所受摩擦力的大小，因為木塊此時保持靜止狀態；
實驗1、2、3組數據壓力相同，接觸面越粗糙，測力計示數越大，即摩擦力越大，可得壓力相同，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
實驗3、4、5組數據，接觸面的粗糙程度相同，壓力越大，測力計的示數越大，即摩擦力越大，可得接觸面粗糙程度相同，壓力越大，滑動摩擦力越大．
故答案為：（1）乙；乙；（2）接觸面粗糙程度；壓力大小；控制變量法；（3）等于；靜止；壓力相同，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；接觸面粗糙程度相同，壓力越大，滑動摩擦力越大．

點評：此題是探究影響摩擦力大小因素的實驗，考查了控制變量法、二力平衡條件的應用，通過兩種實驗方法考查了對實驗的評析，從操作及誤差兩方面分析更加突出了方案乙的優點所在．