Question

【題目】在探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關時，同學們的猜想分別是接觸面積、對接觸面的壓力和接觸面的材料．在實驗中得出了摩擦力的大小和接觸面大小無關的結論后，某小組同學繼續探究滑動摩擦力和其他因素的關系，他們將質量不同的物塊分別放置在水平的木板和橡膠板上，并用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動物塊，如圖所示．實驗數據分別記錄在表一、表二中．

表一 木板 補驗序號 質量（克） 拉力（牛）

表二 橡膠板 補驗序號 質量（克） 拉力（牛）

①分析比較實驗序號與與或與與的數據及相關條件，可得出的初步結論是：物體在同一水平面上勻速運動時，________________________．

②分析比較實驗序號與或與或與的數據及相關條件，可得出的初步結論是： _________________________________________．

③在實驗的過程中有同學發現，當拉力的方向與水平方向的夾角變化時，拉力的大小也隨之改變．為了探究拉動物體時拉力大小與拉力方向的關系，他們把質量為克的物塊放在木塊上繼續實驗，并用更精密的儀器測量拉力．如圖所示，實驗中逐漸增大拉力與水平面的夾角，勻速拉動木塊，數據記錄在表三中．

實驗序號 夾角（度） 拉力（牛）

分析表三中數據，可得初步結論：_____________________________．

④他們還猜想拉力最小時的角度可能與水平面的粗糙程度有關，為驗證這一猜想，他們應設計的實驗步驟是：__________（請選填下列各項中的字母）．

A．將質量不同的物塊放置在粗糙程度不同的水平面上

B．將質量相同的物塊放置在粗糙程度不同的水平面上

C．將質量不同的物塊放置在粗糙程度相同的水平面上

D．用力沿水平方向勻速拉動物塊

E．用力沿不同方向勻速拉動物塊

F．記錄數據

Answer 1

【答案】拉力大小與物體的質量成正比； 沿水平方向勻速拉動質量相同的物體，接觸面的材料不同，拉力的大小不同； 在同一水平面上勻速拉動同一物體，拉力方向隨水平面夾角增大時，拉力先減小后增大； B、E、F。

【解析】

①根據控制變量法可判斷：實驗次數1、2、3控制的是接觸面積和粗糙程度，改變的質量，研究拉力與質量大小的關系；

②比較實驗序號1與4或2與5或3與6的數據是壓力相同，研究拉力與接觸面的粗糙程度；

③分析表三實驗結論，接觸面積、粗糙程度和壓力都相同，但拉力與水平面的夾角不同，拉力也隨之變化，根據數據即可分析；

④根據控制變量法可判斷拉力最小時的角度α可能與水平面的粗糙程度有關時應控制不變的物理量是接觸面積、粗糙程度和壓力，由此可設計實驗步驟。

①比較實驗次數1、2、3或4、5、6的數據可知：接觸面積和粗糙程度相同，物體質量增大，則拉力大小增大，且拉力大小與物體的質量成正比，所以可得出的初步結論是：拉力大小與物體的質量成正比；

②比較實驗序號1與4或2與5或3與6的數據可知：質量相同的物體在不同材料的接觸表面上運動，拉力的大小不同，所以可得出的初步結論是：沿水平方向勻速拉動質量相同的物體，接觸面的材料不同，拉力的大小不同；

③分析表三實驗結論，接觸面積、粗糙程度和物體質量都相同，但拉力與水平面的夾角增大時，拉力先減小后增大，由此分析可得：在同一水平面上勻速拉動同一物體，拉力方向隨水平面夾角增大時，拉力先減小后增大；

④根據控制變量法可知：應控制接觸面積和壓力不變，觀察角度α為30度時，拉力在粗糙程度不同的水平面上勻速運動，拉力是否為最小，所以實驗步驟為：

1、將質量相同的物塊放置在粗糙程度不同的水平面上；

2、用力沿不同方向勻速拉動物塊；

3、記錄數據。

所以正確的步驟：B、E、F。

故答案為：①拉力大小與物體的質量成正比；②沿水平方向勻速拉動質量相同的物體，接觸面的材料不同，拉力的大小不同；③在同一水平面上勻速拉動同一物體，拉力方向隨水平面夾角增大時，拉力先減小后增大；④B、E、F。