Question

4．小明用如圖所示的裝置，探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)．
（1）實驗時，小明將木塊放在水平木板上，彈簧測力計沿水平方向拉動木塊，并使木塊做勻速直線運動，這樣做的目的是使拉力大小等于摩擦力大�。�
（2）實驗時，小明記錄的部分數(shù)據(jù)如表所示．

序號	木塊放置情況	木板表面情況	壓力/N	彈簧測力計示數(shù)/N
1	平放	木板	6	1.2
2	平放[	木板	8	1.6
3	平放[	木板	10	2.0
4	平放	木板上鋪棉布	6	1.8
5	平放	木板上鋪毛巾	6	3.0

分析序號1、2、3三組數(shù)據(jù)可知：滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān)，滑動摩擦力的大小與接觸面所受壓力F大小的關(guān)系式是f=0.2F．
如要探究滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，應選序號為1、4、5三組數(shù)據(jù)進行分析．

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計拉動木塊時，彈簧測力計顯示拉力大小，要使滑動摩擦力等于拉力，根據(jù)二力平衡的知識，拉力必須和滑動摩擦力方向相反，在水平方向上；
（2）要探究滑動摩擦力與接觸面所受的壓力的關(guān)系，必須要控制其他變量相同，選擇合適的實驗，并根據(jù)實驗現(xiàn)象總結(jié)實驗結(jié)論，由結(jié)論根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出摩擦力與壓力大小的關(guān)系式；
要探究滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，應改變接觸面的粗糙程度，控制其它因素不變或相同．

解答 解：
（1）本實驗探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，滑動摩擦力的大小無法直接測量，我們可以用彈簧測力計水平拉動木塊，使其做勻速直線運動，此時木塊處于平衡狀態(tài)，在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力的作用，根據(jù)二力平衡的知識可知，此時拉力大小等于滑動摩擦力大小，我們可以通過讀出彈簧測力計示數(shù)，得出滑動摩擦力的大小，使木塊在水平方向上做勻速直線運動的目的：使拉力大小等于摩擦力大�。�
（2）要研究摩擦力大小與接觸面所受的壓力的關(guān)系，必須控制其他變量相同：表格中的木塊放置情況、木板表面情況相同，壓力不同，通過比較彈簧測力計示數(shù)大小關(guān)系得出實驗結(jié)論，應選擇1、2、3；
通過實驗數(shù)據(jù)可知，其他因素相同時，可以發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)之比與壓力之比相等，即彈簧測力計示數(shù)（摩擦力大�。┡c壓力成正比，
設(shè)f=kF，由表中第一次數(shù)據(jù)：1.2N=k×6N，可得k=0.2，
所以f=0.2F；
（3）要研究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系，必須控制其他變量相同：表格中的木塊放置情況、壓力相同，木板表面情況不同，通過比較彈簧測力計示數(shù)大小關(guān)系得出實驗結(jié)論，應選擇1、4、5．
故答案為：
（1）水平；使拉力大小等于摩擦力大��；（2）1、2、3；f=0.2F；1、4、5．

點評 此題是探究影響滑動摩擦力的因素，主要考查了對二力平衡條件的應用及控制變量法；在此實驗中要水平拉動木塊做勻速直線運動，要研究滑動摩擦力與一個量的關(guān)系，需要控制另一個量不變．