Question

在探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關的實驗中，小明同學提出以下猜想：
Ⅰ、與物體的速度的大小有關；
Ⅱ、與接觸面的粗糙程度（表面狀況）有關；
Ⅲ、與壓力的大小有關；
（1）為了驗證上述猜想是否正確，他采用了圖甲所示的裝置進行實驗．實驗中應拉著彈簧測力計使木塊沿水平方向做    運動．
（2）實驗時他發現彈簧測力計的示數不穩定，便對實驗裝置進行改進，如圖乙所示，他用雙面膠將彈簧測力計固定在長方體木塊的上表面，用細線連接彈簧測力計的掛鉤和電動機．在木塊上放置不同的砝碼，當電動機以不同的轉速工作時，通過細線水平拉動木塊以不同的速度做勻速直線運動．實驗記錄如下：

實驗次數	表面狀況	壓力/N	摩擦力/N	木塊的速度/m/s
1	木板	2.0	0.6	0.1
2	木板	4.0	1.2	0.1
3	木板	4.0	1.2	0.2
4	砂紙	2.0	1.0	0.1

①分析2、3兩次的實驗記錄，可驗證猜想Ⅰ是    （填“正確”或“錯誤”）的．
②分析    兩次的實驗記錄，可初步驗證猜想Ⅱ；
③分析    兩次的實驗記錄，可初步驗證猜想Ⅲ；
（3）由以上實驗數據可得出結論：    ．
（4）小明同學進行實驗時很好地運用了“控制變量”的方法，在以下幾個實驗中也用到這種方法的有   
A．用乒乓球研究音叉振動發聲
B．探究歐姆定律
C．探究液體壓強大小與什么因素有關
D．托里拆利實驗測量大氣壓強

Answer 1

【答案】分析：（1）滑動摩擦力是產生在物體接觸面上的力，因此，在測量時應運用轉換法，通過二力平衡的原理，借助彈簧測力計的拉力將其測出．因此，在拉動木塊時要求沿水平方向做勻速直線運動，使拉力與摩擦力成為一對平衡力；
（2）①根據影響摩擦力大小的因素，結合控制變量法，分析2、3兩次的實驗記錄中摩擦力的大小可知摩擦力是否與速度有關；
②要探究滑動摩擦力的大小和接觸面的粗糙程度的關系，需要控制壓力的大小一定，接觸面的粗糙程度不同，從1、2、3、4找出符合條件的；
③要探究滑動摩擦力的大小和壓力大小的關系，需要控制接觸面的粗糙程度一定，壓力的大小不同，從1、2、3、4找出符合條件的；
（3）根據（2）小題的分析可以得出影響摩擦力大小的因素；
（4）常用的物理學研究方法有：等效法、模型法、比較法、分類法、類比法、控制變量法、轉換法等．
解答：解：（1）因為只有木塊做勻速直線運動時，摩擦力和拉力才是一對平衡力，它們的大小才會相等，因此，實驗中應用彈簧測力計拉著物體做勻速直線運動；
（2）①分析2、3兩次的實驗記錄可知，接觸面的粗糙程度相同、壓力也相同，速度不同，滑動摩擦力相同，說明滑動摩擦力與物體運動的速度無關，故猜想Ⅰ是錯誤的；
②要探究摩擦力的大小和接觸面粗糙程度的關系，要保證壓力一定，1和4符合條件；
③要探究摩擦力的大小和壓力大小的關系，要保證接觸面的粗糙程度一定，1和2符合條件；
（3）根據（2）中的實驗數據可知，滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和壓力有關，與速度無關；
（4）A、用乒乓球研究音叉振動發聲是將聲音的振動轉換為乒乓球的振動，因此利用了轉換法；
B、探究電流表與電壓關系時，需控制電阻一定，研究電流與電壓的關系；探究電流與電阻關系時，需控制電壓一定，研究電流與電阻的關系；因此探究歐姆定律是利用控制變量法進行探究的；
C、液體壓強與液體的密度和深度有關，因此需要利用控制變量法進行探究；
D、托里拆利實驗測量大氣壓強是利用轉換法探究的，通過支撐水銀柱的高度計算出大氣壓的值．
故選BC．
故答案為：
（1）勻速直線；（2）①錯誤；②1、4；③1、2；（3）滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和壓力有關，與速度無關；（4）BC．
點評：此題考查影響滑動摩擦力大小因素的探究以及常用的物理學研究方法，該實驗主要運用了轉換法和控制變量的研究方法，這是實驗成功的基礎，也是我們應該熟練掌握的實驗技能．