Question

20．小明在實驗室找到了兩個體積相同的木塊和鋁塊，他想利用彈簧測力計來探究木塊和鋁塊的表面哪個更粗糙，實驗過程如下：
（1）要想探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系，實驗中要控制壓力不變．
（2）小明先將木塊疊放在鋁塊上，用彈簧測力計水平拉動鋁塊在水平桌面上做勻速直線運動，彈簧測力計的示數(shù)如圖所示，此時鋁塊受到的摩擦力是3.3N，木塊受到的摩擦力是0N．
（3）然后，將鋁塊疊放在木塊上，重復(fù)上述過程，這次測得的摩擦力是3N，比較兩次彈簧測力計的示數(shù)可知，鋁塊表面的粗糙程度大一些．

Answer 1

分析 （1）影響滑動摩擦力的因素有壓力的大小和接觸面的粗糙程度，要想探究與兩者表面的粗糙程度的關(guān)系，必須保證其對桌面的壓力不變才行；
（2）在讀取彈簧測力計的示數(shù)時，先要明確其分度值，再觀察指針的準確位置；只有當物體間發(fā)生相對運動或有相對運動趨勢時，物體間才會產(chǎn)生摩擦力；
（3）改變鋁塊與木塊的疊放順序，可達到探究的目的；通過比較兩次彈簧測力計的示數(shù)大小，即可得出誰的表面粗糙程度更大一些．

解答 解：（1）壓力是影響滑動摩擦力大小的重要因素之一，要想探究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系，實驗中必須控制壓力不變；
（2）圖中彈簧測力計的分度值是0.1N，其示數(shù)為3.3N．由于此時摩擦力與拉力是一對平衡力，所以摩擦力為3.3N；
此時木塊與鋁塊共同做勻速直線運動，二者之間相對靜止，所以它們之間沒有摩擦力，即木塊受到的摩擦力是0N；
（3）將兩物塊的位置顛倒，即鋁塊疊放在木塊上，再進行測量，即可達到既改變接觸面、又不改變壓力的目的；
當鋁塊與桌面接觸時，摩擦力為3.3N，當木塊與桌面接觸時，摩擦力為3N，兩次的壓力相同，因此可說明：鋁塊表面的粗糙程度大一些．
故答案為：（1）壓力；（2）3.3；0；（3）鋁塊疊放在木塊上；鋁塊．

點評 控制變量法的運用是本實驗的主要研究方法之一，改變兩物塊的疊放次序，可達到控制壓力不變，只改變接觸面的粗糙程度的目的，這便是本實驗設(shè)計的巧妙之處，只有合理運用這一方法，所得出的結(jié)論才具有說服力．