Question

（2012?相城區一模）在探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的活動中．
（1）在水平桌面上，用彈簧測力計水平向右拉動術塊，使其作勻速直線運動，彈簧測力計示數如圖甲所示．根據

二力平衡

知識可知，木塊所受的滑動摩擦力為

2.2

N；

（2）小華將木塊沿豎直方向截去一半后（如圖乙所示），測得木塊所受的滑動摩擦力變為原來一半．他由此得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小．你認為他的探究過程中存在的問題是

沒有保持壓力不變

．
（3）在操作（1）的基礎上，只利用現有的器材，如何證實“滑動摩擦力的大小是否與接觸面積的大小有關”？簡要說明你的做法：

將木塊改為豎放或側放重復上述實驗

．
（4）小華發現在操作（1）的時候很難做到使木塊保持作勻速直線運動，為了更準確地測出小塊所受的滑動摩擦力，應如何改進操作？簡要說明做法：

將彈簧測力計的另一端用水平繩子連接在墻上，然后將木板水平向左拉出

．

Answer 1

分析：（1）在探究“影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中，是利用了二力平衡，將摩擦力轉換為彈簧測力計的拉力來進行測量，因此，必須使物體在水平面上做勻速直線運動，此時彈簧測力計的示數就是摩擦力的大小；
（2）木塊截去一半，是改變了接觸面積的大小，同時更是改變了壓力的大小，而摩擦力大小只受壓力大小和接觸面粗糙程度的影響，據此可做出判斷；
（3）如果要探究“滑動摩擦力的大小是否與接觸面積的大小有關”應控制壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，據此來進行設計；
（4）想辦法固定木塊和彈簧測力計，而拉動下面的長木板，即可起到相應的效果．

解答：解：
（1）從實驗原理分析，實驗中用到了二力平衡的原理，將摩擦力轉換為彈簧測力計的拉力來進行測量，此時二力大小相等，故讀圖可知，滑動摩擦力為2.2N；
（2）木塊截去一半后，其壓力和接觸面積都變為原來的一半，而摩擦力的大小與壓力大小有關，與接觸面積的大小無關，故小華得出的結論是錯誤的．主要是因為他沒有保持壓力大小不變；
（3）根據控制變量法的要求，在保證壓力和接觸面的粗糙程度不變的情況下，將木塊改為豎放或側放，重復上述實驗；
（4）為了使彈簧測力計和木塊的位置相對不變，可采取用水平繩子將彈簧測力計一端固定在墻上，然后將木板水平向左拉出即可．
故答案為：
（1）二力平衡；2.2；
（2）沒有保持壓力不變；
（3）將木塊改為豎放或側放重復上述實驗；
（4）將彈簧測力計的另一端用水平繩子連接在墻上，然后將木板水平向左拉出．

點評：二力平衡原理是本實驗成功的基本原理，轉換法和控制變量法是本實驗操作中用到的基本實驗方法，對新猜想的實驗設計和對實驗的進一步改進是我們在日常實驗中應該鍛煉的能力，本題從各個角度考查了“影響滑動摩擦力大小的因素”這一重要實驗，值得我們好好掌握．