Question

小聰同學在“探究摩擦力大小與什么因素有關”的實驗中，猜想摩擦力的大小可能跟以下因素有關：
a、接觸面上所受到的壓力；b、接觸面的粗糙程度；c、接觸面的面積．
為此小聰按圖所示情景進行實驗．

（1）實驗中，用彈簧測力計拉動長方體木塊時，應使木塊沿水平方向做勻速直線運動，根據______的條件可知，木塊所受摩擦力的大小______彈簧測力計的示數．
（2）比較圖______與圖______可得：摩擦力的大小跟作用在物體表面上的壓力有關．比較圖甲和圖丙可得：摩擦力的大小跟接觸面的______有關．
（3）利用圖甲實驗裝置驗證猜想C，分別把長方體木塊平放和側放，然后拉動木塊，讓木塊做勻速直線運動，發現每次實驗彈簧測力計的示數都相等．由此可以得出，摩擦力的大小與接觸面的面積______（選填“有關”或“無關”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）彈簧測力計拉動木塊時，彈簧測力計顯示拉力大小．
彈簧測力計水平拉動木塊進行勻速直線運動時，木塊水平方向上受到水平拉力和滑動摩擦力作用，木塊進行勻速直線運動，木塊受到平衡力作用，兩個力大小相等．
（2）滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關．探究滑動摩擦力大小跟壓力大小關系時，控制接觸面粗糙程度不變，改變壓力大小；探究滑動摩擦力大小跟接觸面粗糙程度的關系時，控制壓力大小不變，改變接觸面粗糙程度．
（3）探究滑動摩擦力大小跟接觸面積的關系時，控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變，改變接觸面積大小，觀察滑動摩擦力大小的變化．當滑動摩擦力變化時，說明滑動摩擦力大小跟接觸面積大小有關；當滑動摩擦力不變時，說明滑動摩擦力大小跟接觸面積無關．
解答：解：（1）木塊沿水平方向做勻速直線運動，木塊受到彈簧測力計水平向右的拉力和水平向左的滑動摩擦力作用，這兩個力是一對平衡力，根據二力平衡條件，滑動摩擦力等于拉力，即等于彈簧測力計示數．
（2）甲乙兩圖，接觸面粗糙程度相同，壓力不同，滑動摩擦力大小不同，所以甲乙兩圖探究滑動摩擦力大小跟壓力大小有關．
甲丙兩圖，壓力相同，接觸面粗糙程度不同，滑動摩擦力大小不同，所以甲丙兩圖探究滑動摩擦力大小跟接觸面粗糙程度有關．
（3）把長方體木塊平放和側放，然后拉動木塊，讓木塊做勻速直線運動，發現每次實驗彈簧測力計的示數都相等，說明滑動摩擦力大小相等，所以在壓力和接觸面粗糙程度一定時，滑動摩擦力大小跟接觸面積大小無關．
故答案為：（1）二力平衡；等于；（2）甲；乙；粗糙程度；（3）無關．
點評：滑動摩擦力大小跟壓力大小、接觸面粗糙程度有關，跟接觸面積大小、物體運動速度無關．能利用控制變量法探究滑動摩擦力大小的影響因素．