Question

在探究“滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關”的實驗中，一些同學做出以下猜想：
猜想A：滑動摩擦力可能與接觸面的粗糙程度有關
猜想B：滑動摩擦力可能與接觸面間壓力大小有關
猜想C：滑動摩擦力可能與物體間接觸面積的大小有關
為了檢驗上述猜想是否正確，某同學選了一塊底面與各個側面粗糙程度均相同的長方體木塊，并設計了以下實驗方案．

步驟一：把長方體木塊平放在水平的長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動（如圖甲）記下此時彈簧測力計的讀數．
步驟二：在長方體木塊上放上砝碼，用彈簧測力計拉木塊，使砝碼和木塊一起沿直線勻速運動（如圖乙）比較步驟二與步驟一中彈簧測力計示數的大小．
步驟三：在水平長木板上鋪上一棉布，把木塊平放在棉布上（不加砝碼），用彈簧測力計水平拉木塊做勻速直線運動（如圖丙），比較步驟一與步驟三中彈簧測力計示數的大小．
回答下面的問題：
（1）為什么每次都要拉著木塊沿水平方向勻速直線運動？______
（2）設計步驟二并與步驟一中彈簧測力計的示數進行比較，目的是為了檢驗上述猜想______的正確是否．
（3）為了檢驗猜想C是否正確，可在上述實驗基礎上增加一個步驟，寫出你所設計的這一實驗步驟______．
（4）在上述探究過程中采取的研究方法是______法．

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，當木塊進行勻速直線運動時，木塊受到的滑動摩擦力和拉力是一對平衡力，根據平衡力條件判斷，滑動摩擦力大小等于拉力大小．
（2）猜測滑動摩擦力大小跟接觸面粗糙程度、壓力大小、接觸面積大小有關，探究滑動摩擦力大小跟其中一個因素關系時，控制其它兩個因素不變．
（3）探究滑動摩擦力大小跟接觸面積關系時，控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變，用木塊平放、側放、豎放來改變接觸面積大小．
（4）一個物理量受多個因素影響時，探究物理量和其中一個因素關系時，控制其它因素不變，這種方法是控制變量法．
解答：解：（1）彈簧測力計拉動木塊進行勻速直線運動時，彈簧測力計顯示拉力大小，此時木塊受到的滑動摩擦力和拉力是一對平衡力，大小相等，所以滑動摩擦力大小等于彈簧測力計示數．
（2）步驟二與步驟一接觸面粗糙程度相同，接觸面積相同，改變壓力大小，探究滑動摩擦力大小跟壓力大小的關系，驗證猜想B．
（3）猜想C是探究滑動摩擦力大小跟接觸面積大小的關系，要控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變，所以把長方體木塊側放在水平長木板上，用彈簧測力計拉木塊，使木塊沿直線勻速運動，記下此時彈簧測力計的讀數，與步驟一中彈簧測力計示數進行比較．
（4）猜想滑動摩擦力大小跟壓力大小、接觸面積、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，控制接觸面積和接觸面粗糙程度不變；探究滑動摩擦力大小跟接觸面粗糙程度關系時，控制壓力大小和接觸面積大小不變；探究滑動摩擦力大小跟接觸面積大小關系時，控制壓力大小和接觸面粗糙程度不變．這種方法是控制變量法．
故答案為：（1）使滑動摩擦力等于彈簧測力計示數；（2）B；（3）把長方體木塊側放在水平長木板上，用彈簧測力計拉木塊，使木塊沿直線勻速運動，記下此時彈簧測力計的讀數，與步驟一中彈簧測力計示數進行比較；（4）控制變量．
點評：掌握滑動摩擦力大小的影響因素，利用控制變量法，探究滑動摩擦力大小跟各因素之間的關系．