Question

在探究“摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”時，小明同學(xué)根據(jù)自己推箱子時，箱子越重，推起來越費力，提出了“影響摩擦力大小的因素可能與接觸面受到的壓力有關(guān)”的猜想；小華同學(xué)根據(jù)自己推箱子時，地面越粗糙，推起來越費力，提出了“影響摩擦力大小的因素可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)”的猜想．如下圖是驗證他們猜想的實驗裝置圖．
①小明同學(xué)為了完成他自己的探究應(yīng)按

乙

、

丙

兩圖進(jìn)行．
②若小明選用正確的實驗裝置進(jìn)行實驗得到下表所記錄的實驗數(shù)據(jù)，請根據(jù)數(shù)據(jù)在所給坐標(biāo)中作出摩擦力的大小f與接觸面受到的壓力大小N之間的關(guān)系圖象．

N/N	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
F/N	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2

③根據(jù)圖象可以得出f與N的關(guān)系是

接觸面的粗糙程度相同，滑動摩擦力大小與壓力成正比

．
④小明和小華同學(xué)在實驗中都應(yīng)使木塊做

勻速直線

運動．
⑤探究此實驗問題時，小紅設(shè)計了和他們不一樣的實驗，如圖實驗時只要拖動長木板讀出彈簧力計的示數(shù)，即可測出木塊和木板之間的摩擦力．小明和小華看了小紅的實驗后，認(rèn)為小紅設(shè)計的實驗優(yōu)于自己設(shè)計的實驗．對此你能說出其中的原因嗎？

木板不一定要做勻速直線運動（或彈簧測力計保持靜止，便于讀數(shù)）

．

Answer 1

分析：①要解決此題，需要掌握控制變量法．滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，所以要探究滑動摩擦力大小與其中一個力之間的關(guān)系，需要控制另一個量不變．
②在作圖時，首先根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點，然后將各點用平滑的曲線連接起來．
③分析圖象，觀察摩擦力大小與壓力大小的變化情況，得出摩擦力大小與壓力之間的關(guān)系．
④掌握二力平衡條件的應(yīng)用，在實驗中拉動小車做勻速直線運動，此時小車受力平衡，摩擦力與拉力大小相等．
⑤滑動摩擦力的大小通過彈簧測力計的示數(shù)體現(xiàn)，根據(jù)二力平衡的知識，只有物體做勻速直線運動時，摩擦力才等于彈簧測力計的拉力，因此必須控制木塊做勻速直線運動，而木塊做勻速直線運動是不容易控制的．

解答：解：①小明認(rèn)為提出了“影響摩擦力大小的因素可能與接觸面受到的壓力有關(guān)”的猜想，所以在實驗中要控制接觸面的粗糙程度相同，壓力的大小不同，符合條件的是甲、丙兩圖．
故答案為：乙；丙．
②圖象中橫坐標(biāo)表示壓力，縱坐標(biāo)表示摩擦力，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行描點，并用平滑的曲線連接起來，如圖

③通過圖象，摩擦力與壓力大小關(guān)系是一條上升的直線，所以可以得出接觸面的粗糙程度相同，滑動摩擦力大小與壓力成正比．
故答案為：接觸面的粗糙程度相同，滑動摩擦力大小與壓力成正比．
④在此實驗中，為使摩擦力大小與拉力相等，需要拉動小車做勻速直線運動．
故答案為：勻速直線．
⑤小明的設(shè)計必須保證木塊做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡的知識，摩擦力的大小才等于彈簧測力計的拉力，但是很難讓木塊保持勻速直線運動狀態(tài)，導(dǎo)致了彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定．小紅的設(shè)計中無論長木板是否做勻速直線運動，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡的條件，拉力等于摩擦力，而且無論拉木板速度多少，摩擦力都一樣，不改變摩擦力大小，所以容易讀數(shù)．
故答案為：木板不一定要做勻速直線運動（或彈簧測力計保持靜止，便于讀數(shù)）．

點評：探究摩擦力的實驗一般從兩個方面進(jìn)行考查：
①控制變量法研究實驗的步驟，抓住變量和不變量；
②實驗中要求拉動木塊做勻速直線運動的原因，以及實驗的改進(jìn)方法．