Question

在探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關的實驗中，小明同學認為滑動摩擦力的大小與物體運動的速度有關．請你利用下列器材設計一個實驗證明小明的觀點是錯誤的．
實驗器材：一端裝有定滑輪的長木板、帶掛鉤的木塊一個、細線、彈簧測力計一個．
寫出實驗步驟和結論．

Answer 1

【答案】分析：（1）實驗中研究的是木塊受到的滑動摩擦力的大小，木塊做勻速直線運動時拉力的大小等于摩擦力大小，因此需要彈簧測力計測量木塊受到的拉力；
（2）摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，因此探究摩擦力與物體運動速度大小的關系時，必須控制壓力和接觸面的粗糙程度一定，改變木塊的運動速度，測量摩擦力的大小；
（3）從彈簧測力計示數的變化上，分析小明同學的結論是否正確．
解答：解：（1）實驗中研究摩擦力的大小與速度的關系，因此需要測量摩擦力，需要彈簧測力計；
（2）采用控制變量法的思想設計實驗步驟，控制壓力和接觸面的粗糙程度相同，只改變物體運動的速度，觀察彈簧測力計示數的大小；
（3）如果彈簧測力計的示數不變化，說明小軍的認識是不正確的，摩擦力的大小與物體運動的速度無關．
故答案為：
①調節彈簧測力計使指針指零刻線；
②將系好細線的木塊放在水平放置的長木板上，細線繞過定滑輪，用彈簧測力計沿豎直方向向上勻速拉動繩端，使木塊在長木板上做勻速直線運動，此時，f=F₁．在表格中記錄彈簧測力計的示數；
③改變拉動木塊的速度，重復步驟2，讀出彈簧測力計的示數為F₂；
結論：F₁=F₂，彈簧測力計兩次示數不變，說明小明的觀點是錯誤的．
點評：（1）這個實驗來源于課本上探究摩擦力大小與哪個因素有關的演示實驗，在原實驗的基礎上進行了延伸拓展，增加了速度因素；
（2）本題也是控制變量法思想的應用，明確變量和不變量是設計實驗步驟的關鍵．