Question

11．小峰要探究滑動摩擦力大小與什么因素有關，他猜想影響滑動摩擦力大小的因素有：
①接觸面所受壓力大小；
②接觸面的粗糙程度；
③接觸面積大小．
他利用如圖所示實驗操作來驗證他的猜想：
（1）實驗中用彈簧測力計水平拉動木塊在長木板上做勻速直線運動，這樣做是根據二力平衡的原理得出拉力等于摩擦力，從而測出木塊所受的摩擦力的大小．
（2）如果要探究猜想②，他應該選擇乙、丙兩幅圖所示的實驗步驟來操作，根據圖中彈簧測力計的示數（F_甲＜F_乙＜F_丙）可得出結論：在壓力、接觸面積大小一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．
（3）要探究猜想③，他將木塊沿豎直方向切去一半，重復步驟甲的實驗操作過程，通過比較，他得出結論：滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關．你認為他的結論可靠嗎？
答：不可靠．小峰在實驗中存在的問題是在改變接觸面積的同時，沒有控制壓力不變．

Answer 1

分析 （1）掌握二力平衡條件，要正確測出摩擦力的大小，需拉動木塊做勻速直線運動；
（2）根據猜想，要探究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關系，需使壓力大小和接觸面積大小相同，改變接觸面的粗糙程度；
（3）要探究摩擦力大小與接觸面積的大小的關系，需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，改變接觸面積的大小．

解答 解：（1）實驗中應該用彈簧測力計水平勻速直線拉動木塊在長木板上滑動，根據二力平衡原理，拉力和摩擦力是一對平衡力，摩擦力等于拉力；
（2）要探究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關系，需使壓力大小和接觸面積大小相同，改變接觸面的粗糙程度，所以應選擇乙圖和丙圖；
由圖知，在壓力、接觸面積大小一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
（3）要探究摩擦力大小與接觸面積的大小的關系，需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，改變接觸面積的大小，將木塊切去一半，則在接觸面積變化的同時，壓力也發生了變化，所以得出錯誤結論．
故答案為：（1）勻速直線；二力平衡；（2）乙、丙；在壓力、接觸面積大小一定時，接觸面越粗糙；（3）不可靠；在改變接觸面積的同時，沒有控制壓力不變．

點評 此題是探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗，考查了學生對控制變量法的理解和應用，題目很典型．