Question

6．如圖所示是小明同學(xué)在研究“影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗情景．小明選用了一塊長寬高分別是20厘米、10厘米和5厘米的底面與各個側(cè)面粗糙程度均相同的長方體木塊．

（1）實驗過程中應(yīng)使木塊在彈簧測力計的拉力作用下做勻速直線運動，此時拉力與摩擦力是一對平衡力．
（2）比較圖甲和圖丙中的彈簧測力計示數(shù)可得結(jié)論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大．
（3）小明同學(xué)很快完成實驗后，用小刀將木塊從中間切去一半后，重新做實驗，發(fā)現(xiàn)木塊的面積小了，摩擦力變小了．他猜想滑動摩擦力大小可能與接觸面的面積大小有關(guān)．請你利用上圖所示器材，增加一個實驗步驟驗證小明的猜想．要求寫出實驗步驟：a．將一長方體形木塊平放在長木板上，用彈簧測力計拉著它沿水平方向做勻速直線運動，記下測力計的示數(shù)F_甲；
b．將那長方體木塊側(cè)放在長木板上，用彈簧測力計拉著它沿水平方向做勻速直線運動，記下測力計的示數(shù)F_甲′．

Answer 1

分析 （1）滑動摩擦力不能直接測量，用彈簧測力計勻速直線拉動木塊，此時滑動摩擦力等于拉力．
（2）摩擦力與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)．找到圖甲和丙中相同的因素和不同因素，由控制變量法得出結(jié)論．
（3）滑動摩擦力大小可能與接觸面的面積大小關(guān)系時，應(yīng)控制壓力和接觸面的粗糙程度，只改變接觸面的大小．

解答 解：
（1）實驗過程中，彈簧測力計在水平方向上勻速直線拉動木塊，木塊受到拉力與摩擦力是一對平衡力，所以滑動摩擦力等于拉力．
（2）圖甲和丙中，壓力相同，接觸面的粗糙程度不同，丙圖中接觸面更粗糙，彈簧測力計示數(shù)更大，即摩擦力力更大，由此可得結(jié)論：
壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大．
（3）a．將一長方體形木塊平放在長木板上，用彈簧測力計拉著它沿水平方向做勻速直線運動，記下測力計的示數(shù)F_甲； 
b．將那長方體木塊側(cè)放在長木板上，用彈簧測力計拉著它沿水平方向做勻速直線運動，記下測力計的示數(shù)F_甲′；  
實驗分析：比較F_甲 與F_甲′的大小，如果F_甲=F_甲′，則滑動摩擦力的大小與接觸面的面積大小無關(guān)；
如果F_甲≠F_甲′，則滑動摩擦力的大小與接觸面的面積大小有關(guān)． 
故答案為：
（1）勻速直線；一對平衡；
（2）壓力相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大；
（3）a．將一長方體形木塊平放在長木板上，用彈簧測力計拉著它沿水平方向做勻速直線運動，記下測力計的示數(shù)F_甲； 
b．將那長方體木塊側(cè)放在長木板上，用彈簧測力計拉著它沿水平方向做勻速直線運動，記下測力計的示數(shù)F_甲′．

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗現(xiàn)象分析、實驗設(shè)計，應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵．