Question

為了研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)，小明同學(xué)在老師的指導(dǎo)下做了一系列實驗．以下是部分實驗步驟（實驗過程中保持長木板水平且固定）．
第一次：把木塊平放在長木板上，用彈簧測力計水平拉動木塊，使木塊做勻速直線運動（如圖5），讀出彈簧測力計的示數(shù)，并記入下表中；
第二次：把木塊側(cè)放在長木板上，用同樣的方法拉木塊（如圖6），記下相應(yīng)的示數(shù)；
第三次：把兩塊相同木塊疊在一起平放在長木板上，再用同樣的方法拉木塊（如圖7），記下相應(yīng)的示數(shù)．

實驗次數(shù)	木塊對木板的壓力/N	彈簧測力計的示數(shù)/N	滑動摩擦力/N
1	20	4.0	4
2	20	4.0	______
3	______	8.0	8

（1）若已知每個木塊的質(zhì)量為2kg，請你幫助小明填全表格內(nèi)的數(shù)據(jù)；
（2）比較______兩次實驗數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關(guān)；
（3）比較1、3兩次實驗數(shù)據(jù)，可以初步得出的結(jié)論是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）摩擦力很難直接觀察得到，因此，利用轉(zhuǎn)換法的思想，當用彈簧測力計拉著木塊做勻速直線運動時，拉力與摩擦力是一對平衡力，這樣可得到摩擦力的大小；
（2）摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，而與接觸面積無關(guān)，在探究時，應(yīng)運用控制變量法，每次只研究其中的一個量，保持其他的量不變；
（3）比較1、3兩次實驗數(shù)據(jù)時是控制接觸面積不變、摩擦因數(shù)不變，看摩擦力與壓力的關(guān)系．
解答：解：利用轉(zhuǎn)換法來測量摩擦力時，當物體做勻速直線運動時，拉力與摩擦力是一對平衡力，此時可通過彈簧測力計的示數(shù)得出拉力的大小；
（1）實驗2中彈簧測力計的示數(shù)等于滑動摩擦力的大小，為4N；實驗3中木塊對木板的太力增大了一倍，為40N；
故答案為：4N，40N．
（2）第1、2兩次實驗是在壓力、接觸面的粗糙程度都相同的情況下進行的，只改變了接觸面積的大小，符合探究的要求；
故答案為：1和2．
（3）第1、3兩次實驗是在接觸面、摩擦因數(shù)不變的情況下，使壓力增大了，此時彈簧測力計的示數(shù)也增大了．
故答案為：滑動摩擦力與壓力成正比．
點評：此類實驗中，需要探究的量一般有三個，這里探究了其中的兩個，即摩擦力大小與壓力大小、接觸面積的大小的關(guān)系，其中，與壓力大小有關(guān)，與接觸面積的大小無關(guān)，這是我們應(yīng)該熟知的結(jié)論；同時，實驗中還分別用到了轉(zhuǎn)換法和控制變量法，也是我們應(yīng)該掌握的物理學(xué)的基本研究方法．