Question

在“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們提出以下猜想：
A、可能與物體運(yùn)動的速度有關(guān)  B、可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)．   
C、可能與壓力的大小有關(guān)；    D、可能與接觸面的面積大小有關(guān)
為了驗(yàn)證這些設(shè)想，他們利用長方體木塊、若干個鉤碼、彈簧測力計(jì)、毛巾和水平的長木板等，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，如圖所示，并將數(shù)據(jù)記入下表中：
（1）實(shí)驗(yàn)時，先將木塊放在水平長木板上，彈簧測力計(jì)沿水平方向拉動木塊，并使木塊做    運(yùn)動，這樣做的目的是使滑動摩擦力與    成為一對平衡力； 
（2）比較下表的實(shí)驗(yàn)1、2數(shù)據(jù)可知：猜想     （填字母）是否正確的；

序號	實(shí)驗(yàn)條件				彈簧測力計(jì)的 示數(shù)/N
	接觸面的面積	接觸面的情況	速度m/s	壓力F/N
1	平放	木板表面	0.1	8	1.6
2	平放	木板表面	0.2	8	1.6
3	平放	木板表面	0.2	12	2.4
4	平放	木板表面	0.2	16	3.2
5	側(cè)放	木板表面	0.2	16	3.2
6	豎放	木板表面	0.2	16	3.2
7	平放	木板上鋪棉布	0.2	8	2.4
8	平放	木板上鋪毛巾	0.2	8	4.0

（3）分析序號    三組數(shù)據(jù)，可知猜想C是正確的；對這三組數(shù)據(jù)特點(diǎn)的分析后，可知滑動摩擦力f的大小與接觸面所受壓力F大小的關(guān)系式是：    （關(guān)系式用字母f、F與相關(guān)的數(shù)值表示）．
（4）分析序號    三組數(shù)據(jù)，可知猜想D是    （選“正確”或“錯誤”）的；
（5）某同學(xué)分析實(shí)驗(yàn)3、7兩組數(shù)據(jù)后，他認(rèn)為滑動摩擦力跟接觸面的粗糙程度無關(guān)；你認(rèn)為他這種分析方法對嗎？    的，原因是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）水平勻速拉動木塊，木塊做勻速直線運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，拉力與滑動摩擦力是一對平衡力，由二力平衡條件可知，滑動摩擦力等于彈簧測力計(jì)的拉力；
（2）比較實(shí)驗(yàn)1、2的數(shù)據(jù)中相同的量和不同的量得出要驗(yàn)證的猜想；
（3）要驗(yàn)證猜想C，應(yīng)控制物體之間的接觸面積和粗糙程度、運(yùn)動速度相同，改變壓力的大小進(jìn)行探究，然后分析表格中滑動摩擦力和壓力的大小得出兩者之間的關(guān)系；
（4）要驗(yàn)證猜想D，應(yīng)控制物體之間的接觸的粗糙程度和壓力、運(yùn)動速度相同，改變接觸面的面積進(jìn)行探究，然后分析表格中數(shù)據(jù)得出兩者之間的關(guān)系；
（5）要探究滑動摩擦力跟接觸面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)控制接觸面積和壓力、運(yùn)動速度相同，改變接觸面的粗糙程度進(jìn)行探究．
解答：解：
（1）木塊在水平方向上受拉力、滑動摩擦力作用，用彈簧測力計(jì)拉動木塊做勻速直線運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，拉力與摩擦力是一對平衡力；
（2）分析1、2的數(shù)據(jù)可知，物體之間的接觸面積和粗糙程度、壓力相同，運(yùn)動的速度不同，是要驗(yàn)證滑動摩擦力的大小是否與物體運(yùn)動的速度；
（3）要探究滑動摩擦力的大小與壓力之間的關(guān)系，應(yīng)控制物體之間的接觸面積和粗糙程度、運(yùn)動速度不變，改變壓力的大小，表格中2、3、4三組數(shù)據(jù)符合；由這三組數(shù)據(jù)可知，滑動摩擦力的大小與壓力大小的比值均為0.2，則滑動摩擦力f的大小與接觸面所受壓力F大小的關(guān)系式是：f=0.2F；
（4）要探究滑動摩擦力的大小與接觸面積之間的關(guān)系，應(yīng)控制物體之間的接觸的粗糙程度和壓力、運(yùn)動速度相同，改變接觸面的面積，表格中4、5、6三組數(shù)據(jù)符合；由這三組數(shù)據(jù)可知滑動摩擦力的大小與接觸面的面積無關(guān)；
（5）由3、7兩組數(shù)據(jù)可知，沒有控制物體間的壓力相同，因此這種分析方法是錯誤的．
故答案為：
（1）勻速直線；拉力；
（2）A；
（3）2、3、4；f=0.2F；
（4）4、5、6；錯誤；
（5）不對；沒有控制壓力不變．
點(diǎn)評：（1）滑動摩擦力在物體的接觸面上，所以摩擦力的大小無法直接測量，可借助于平衡力的條件，將摩擦力的大小轉(zhuǎn)化成測力計(jì)示數(shù)的大小進(jìn)行測量；
（2）由猜想可知滑動摩擦力的大小可能跟接觸面的粗糙程度、壓力的大小、接觸面積的大小等有關(guān)，因此在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時應(yīng)使用控制變量的方法．