Question

13．小明在探究影響滑動摩擦力大小的因素時，提出了如下猜想：
猜想一：滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關
猜想二：滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關
猜想三：滑動摩擦力的大小與接觸面積有關
為了驗證猜想，準備了如下器材：彈簧測力計、長木板、長方體木塊和砝碼．
他利用上述器材進行了如下實驗：
①將木塊平放在長木板上組裝成如圖1所示的裝置．勻速拉動長木板，記下彈簧測力計的示數．

②在木塊上加砝碼，如圖2所示．勻速拉動長木板，記下彈簧測力計的示數．
完成下列任務：
（1）在圖3中畫出長木板被勻速拉動時（木塊相對桌面靜止），長木板在水平方向上的受力示意圖．
（2）通過實驗步驟①②可驗證猜想一．
（3）要完成對“猜想三”的驗證，需在實驗步驟①的基礎上進一步實驗，請你寫出下一步的實驗方案．

Answer 1

分析 （1）長木板在水平方向上受到三個力的共同作用，根據力的示意圖的畫法做出力；
（2）根據①②中的相同點和不同點，利用控制變量法分析；
（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）長木板在水平方向上受到三個力的共同作用：水平向右的拉力F、水平向左的木塊對木板的摩擦力f₁、水平向左的桌面對木板的摩擦力f₂，力的示意圖如下：
；
（2）通過實驗步驟①②可知，接觸面相同，壓力不同，故探究的是壓力與摩擦力的關系，探究的是猜想一；
（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，而故可以將①中的木塊側放，拉動長木板，記錄下彈簧測力計的示數，并與實驗①中的示數進行比較．
故答案為：（1）如圖；（2）一；（3）將①中的木塊側放，拉動長木板，記錄下彈簧測力計的示數，并與實驗①中的示數進行比較．

點評 本題是探究影響摩擦力大小因素的實驗，此題要把握兩個方法：①利用二力平衡的條件的轉換法．②控制變量法的應用．