Question

同學(xué)們以“探究摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”為課題進(jìn)行了如下探究：如圖所示，下表是某小組同學(xué)利用長木板、毛巾、2塊完全相同的帶鉤木塊、彈簧測力計(jì)等器材，在實(shí)驗(yàn)探究時(shí)得到的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	與木塊的摩擦面	木塊的放置方式	彈簧測力計(jì)的示數(shù)/N
1	木板表面	一木塊平放	1.8
2	木板表面	一木塊平放	2.9
3	毛巾表面	一木塊平放	2.4
4	木板表面	兩木塊疊放	3.6

（1）你認(rèn)為表中哪個(gè)數(shù)據(jù)是不合理的，

第2

次數(shù)據(jù)；正確使用測力計(jì)的情況下，造成這個(gè)錯(cuò)誤的可能原因是

沒有勻速拉動(dòng)木塊造成的

（2）分析第1和第4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是

接觸面的粗糙程度

相同時(shí)，

壓力

越大，滑動(dòng)摩擦力越大．分析

1和3

兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還可以得到與（2）不同的結(jié)論是：

壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大

．
（3）小麗同學(xué)提出了一個(gè)問題：摩擦力的大小與接觸面積的大小是否有關(guān)呢？然后她將木塊沿豎直方向截取一半后，測得木塊所受摩擦力變?yōu)樵瓉淼囊话�，她由此得出：摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小，你認(rèn)為她的探究過程存在的缺陷是

沒有控制變量（或沒有控制壓力不變）

．
要“探究摩擦力的大小與接觸面積的大小是否有關(guān)”應(yīng)該選擇一個(gè)

長方體

（填“長方體”或“正方體”）木塊，至少需要通過做

2

次實(shí)驗(yàn)才能得出較為準(zhǔn)確的結(jié)論．

Answer 1

分析：（1）滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素有：壓力大小、接觸面的粗糙程度，壓力和接觸面的粗糙程度都相同時(shí)摩擦力的大小應(yīng)該相同，由二力平衡條件知木塊勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)；
（2）利用控制變量法，找出相同量和不同量，得出結(jié)論；要得到滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系應(yīng)控制壓力的大小不變，分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論；

解答：解：
（1）分析1、2兩次實(shí)驗(yàn)可知，實(shí)驗(yàn)條件相同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)應(yīng)該不變，因此必定有一個(gè)出現(xiàn)了問題，再與實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果相比較可以看出，第2次實(shí)驗(yàn)的2.9N顯然是偏大了，造成這一結(jié)果的原因，可能是由于沒有勻速拉動(dòng)木塊造成的；
（2）第1和第4兩次實(shí)驗(yàn)中，接觸面相同，木塊的壓力不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同，因此可得出在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，摩擦力越大；
分析第1次和第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，壓力相同，接觸面的粗糙程度不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同，且接觸面越粗糙摩擦力越大，故可得結(jié)論：壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）根據(jù)控制變量法的要求，在研究摩擦力大小與接觸面積大小是否有關(guān)時(shí)，應(yīng)保持壓力、接觸面的粗糙程度不變，因此，小麗的設(shè)計(jì)明顯違背了控制變量法的要求；最簡便的做法是選擇一個(gè)長方體木塊，這樣在壓力不變的情況下，可通過改變不同的側(cè)面來改變接觸面積的大小，至少通過兩次實(shí)驗(yàn)，可得出相應(yīng)的結(jié)論．
故答案為：
（1）第2；沒有勻速拉動(dòng)木塊造成的；
（2）接觸面的粗糙程度；壓力；1和3；壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大；
（3）沒有控制變量（或沒有控制壓力不變）；長方體；2．

點(diǎn)評(píng)：理解和運(yùn)用控制變量法，是解決此題中多個(gè)問題的關(guān)鍵，對(duì)此題中牽扯到了三個(gè)因素，我們一定要明確摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān)，與接觸面積的大小無關(guān)．同時(shí)，在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，還要一定要特別注意如果不能勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，可能對(duì)測量結(jié)果造成的影響．