Question

14．某興趣小組的同學(xué)在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)系”時(shí)，提出了以下幾種猜想：

A、與物體接觸面積的大小有關(guān)
B、與物體受到的壓力大小有關(guān)
C、與物體運(yùn)動速度有關(guān)
D、與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)
為了驗(yàn)證以上猜想是否正確，小組利用如圖1所示裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中所用的木塊完全相同，操作方法正確，實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示．

不同表面	實(shí)驗(yàn)次數(shù)	木塊的放置方式	木塊的運(yùn)動速度	彈簧測力計(jì)讀數(shù)/N
木塊表面	1	一個(gè)平放	v	1.8
	2	一個(gè)平放	1.5v	1.8
	3	一個(gè)側(cè)放	v	1.8
	4	兩個(gè)平疊放	v	3.6
木塊上鋪毛巾	5	一個(gè)平放	1.5v	2.4
	6	兩個(gè)平疊放	v	4.8

（1）由第1和2次實(shí)驗(yàn)，可驗(yàn)證猜想C是錯(cuò)誤的．
（2）由第1和3次實(shí)驗(yàn)，可得出的結(jié)論是：滑動摩擦力的大小與物體接觸面積大小無關(guān)．
（3）由第1和4次實(shí)驗(yàn)，可得出的結(jié)論是：接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動摩擦力越大．
（4）除第2和5次實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證猜想D外，還有實(shí)驗(yàn)也可驗(yàn)證猜想D，請你寫出兩組，兩組實(shí)驗(yàn)分別是1和5，3和5（只填實(shí)驗(yàn)次數(shù)）．
（5）根據(jù)上述探究結(jié)論，小雪做了如下實(shí)驗(yàn)，將木板水平固定后，用水平力拉動甲圖中的物塊m在木板上滑動．當(dāng)物塊m勻速滑動時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為1.6N，m受到的滑動摩擦力為f₁，則f₁=1.6N；當(dāng)物塊m的滑動不是勻速時(shí)，m受到的滑動摩擦力為f₂，則f₁、f₂之間的關(guān)系為f₁=f₂（選填“=”、“≠”）．如圖乙所示，小雪在物塊m上加個(gè)砝碼后，再次用水平力拉動m在同一木板上勻速滑動，m受到的滑動摩擦力為f₃，則f₃＞f₁（選填“＞”、“=”、“＜”）．

Answer 1

分析 （1）分析1、2改變的量和不變的量，得出結(jié)論；
（2）分析1、3改變的量和控制的量，得出結(jié)論；
（3）根據(jù)1、4改變的量和控制的量，得出結(jié)論；
（4）要驗(yàn)證摩擦力大小與接觸面粗糙程度之間的關(guān)系，需改變接觸面的粗糙程度，其它量相同；
（5）物塊做的是勻速直線運(yùn)動，受的拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等；
摩擦力的大小跟壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān)；
在接觸面的粗糙程度不變的情況下，壓力越大，摩擦力越大，和物體的運(yùn)動快慢無關(guān)

解答 解：（1）1和2次實(shí)驗(yàn)相比較，不變量是壓力大小、接觸面的粗糙程度、接觸面積的大小，變量是木塊的運(yùn)動速度，因此研究的是摩擦力的大小與運(yùn)動速度的關(guān)系，摩擦力大小相同說明與運(yùn)動速度無關(guān)；
（2）1和3次實(shí)驗(yàn)相比較，不變量是壓力大小、接觸面的粗糙程度、木塊的運(yùn)動速度，變量是接觸面積的大小，因此研究的是摩擦力的大小與接觸面積大小的關(guān)系，摩擦力大小相同說明與接觸面積大小無關(guān)；
（3）1和4次實(shí)驗(yàn)相比較，不變量是接觸面的粗糙程度、接觸面積的大小、木塊的運(yùn)動速度，變量是壓力大小，因此研究的是摩擦力的大小與壓力大小的關(guān)系，且壓力越大，滑動摩擦力越大；
（4）由（1）和（2）我們知道摩擦力的大小與物體運(yùn)動速度和接觸面積大小無關(guān)，所以要驗(yàn)證摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，只保證控制壓力的大小相同，接觸面的粗糙程度不同就行，符合這個(gè)要求的有1和5、2和5、3和5、4和6．
（5）當(dāng)物塊m勻速滑動時(shí)，物塊受的拉力和摩擦力是一對平衡力，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F=1.6N，設(shè)物塊m受到的滑動摩擦力為f₁，則f₁=F=1.6N；
當(dāng)物塊m的滑動不是勻速時(shí)，因?yàn)閴毫�和接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力不變，即物塊m受到的滑動摩擦力為f₂=f₁=1.6N；
如圖乙所示，小峰同學(xué)在物塊m上加固砝碼后，物塊對木板的壓力變大，接觸面的粗糙程度不變，所以再次用水平了拉動物塊m在同一木板上勻速滑動時(shí)，物塊m受到的滑動摩擦力f₃會變大，即f₃＞f₁．
故答案為：（1）C；（2）接觸面積大小無關(guān)；（3）接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動摩擦力越大；（4）1；5；3；5（或4；6）；（5）1.6；=；＞．

點(diǎn)評 本題屬于驗(yàn)證猜想型實(shí)驗(yàn)，能從實(shí)驗(yàn)記錄表中分析出相同量和不同量是解決問題的關(guān)鍵之所在．