Question

1．小明想驗證“用滾動代替滑動能減小摩擦”的正確性，利用以下一些器材：質量不相等、帶鉤的木塊A和木塊B（質量、粗糙程度都不同），彈簧測力計，砝碼，棉布，圓柱狀鉛筆若干，進行實驗探究．請完成以下填空：（1）實驗步驟一：把木塊A放在水平桌面上，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，記下彈簧測力計的示數F₁，根據二力平衡的知識，可知F₁的大小等于木塊受到的摩擦力．
（2）實驗步驟二：把若干鉛筆放在水平桌面上，將木塊A放在其上方，用步驟一的方法拉動木塊，記下彈簧測力計的示數F₂
（3）實驗分析：當滿足F₂＜F₁的條件時，上述結論是正確的．
（4）利用上述器材能（能/不能）比較木塊A和木塊B下表面的粗糙程度．

Answer 1

分析 （1）根據二力平衡的條件回答；
（2）（3）要驗證“用滾動代替滑動可以減小摩擦”的正確性，就要采用控制變量法，即控制壓力的大小不變，改變下面的運動形式，即由滑動變為滾動，測出摩擦力來比較即可；
（4）要比較木塊A和木塊B下表面的粗糙程度，根據控制變量法要保持物體對接觸面的壓力相同．

解答 解：（1）在進行該實驗時，必須讓彈簧測力計做勻速直線運動，即只有在這種情況下，此時彈簧測力計的拉力和摩擦力才是一對平衡力，其大小才會相等；
（2）在（1）中測的是滑動摩擦力，故在這里應用圓柱狀鉛筆放在木塊A下方（控制壓力不變），使木塊由滑動變為滾動，進而讀出測力計的示數，即為此時滾動時的摩擦力；
（3）由于在相同的條件下，滾動摩擦小于滑動摩擦．故所得結論應該是F₂＜F₁．
（4）分別將AB疊放于水平桌面上，第1次A在上面、B在下面，第2次B在上面、A在下面，控制兩種情況下對下面壓力相等，重復實驗步驟（1），比較兩種情況下彈簧測力計的示數F′₁，F′₂大小，從而得出兩種情況下滑動摩擦力的大小：若F′₁＞F′₂則B更粗糙；
若F′₁＜F′₂，A更粗糙；
故答案為：（1）沿水平方向勻速；
（2）若干鉛筆；木塊A；
（3）F₂＜F₁
（4）能．

點評 此題主要是考查同學們的實驗設計方案能力，故能運用二力平衡的知識和控制變量的思維設計并進行該實驗是解決該題的關鍵．