Question

在探究“滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”的過程中，一些同學(xué)作出了以下猜想：
猜想A：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；
猜想B：滑動摩擦力的大小可能與接觸面的壓力大小有關(guān)；
猜想C：滑動摩擦力的大小可能與產(chǎn)生摩擦力的兩物體間接觸面積的大小有關(guān)．
為了檢驗上述有關(guān)猜想是否正確，某同學(xué)選用了一塊底面與各個側(cè)面粗糙程度均相同的長方體木塊，并設(shè)計了以下實驗方案：
步驟1：把長方體木塊平放在水平的長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動，讀出這時彈簧測力計的讀數(shù)（如圖所示）

步驟2：在長方體木塊上放上砝碼（如圖5-7所示），用彈簧測力計水平拉木塊，使砝碼與木塊一起沿直線勻速運動，比較“步驟2”與“步驟1”中彈簧測力計讀數(shù)的大��；

步驟3：在水平長木板上鋪上一層棉布，把木塊平放在棉布上（不加砝碼），用彈簧測力計平拉木塊沿直線勻速滑動（如圖所示），比較“步驟3”與“步驟1”中的彈簧測力計讀數(shù)的大小．

（1）當(dāng)用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，滑動摩擦力的大小就等于彈簧測力計的讀數(shù)．為什么？因為彈簧測力計拉著木塊做勻速直線運動，所以彈簧測力計對木塊的拉力與木塊和木板面之間的摩擦力是一對平衡力，大小相等．
（2）“步驟2”的設(shè)計目的，是為了檢驗上述猜想（A、B、C）中的哪一個？（______）
（3）在“步驟2”中，若木塊上方砝碼的重為0.5N，當(dāng)用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，則砝碼與木塊間摩擦力的大小是（______）
A、大于0.5N      B、大于零但小于0.5N      C、等于0.5N      D、等于零
（4）為了檢驗“猜想C”是否正確，可在上述實驗基礎(chǔ)上再增加一個步驟，寫出你所設(shè)計的這一實驗步驟．

Answer 1

【答案】分析：滑動摩擦力在物體的接觸面上，所以摩擦力的大小無法直接測量，可借助于平衡力的條件，將摩擦力的大小轉(zhuǎn)化成測力計示數(shù)的大小進行測量；同時由猜想可知滑動摩擦力的大小可能跟接觸面的粗糙程度、壓力的大小、接觸面積的大小等有關(guān)，因此在分析實驗結(jié)論和設(shè)計實驗步驟時應(yīng)使用控制變量的方法．
解答：解：（1）當(dāng)用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，木塊在水平方向上受摩擦力和拉力的作用，二者是一對平衡力，
所以滑動摩擦力的大小就等于彈簧測力計的讀數(shù)．
（2）“步驟2”與“步驟1”相比，其接觸面的粗糙程度相同，但二者的壓力大小不同，所以“步驟2”的設(shè)計目的，是
為了檢驗猜想B．
（3）當(dāng)用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動時，砝碼也處于勻速直線運動狀態(tài)，砝碼在水平方向上處于平衡狀態(tài)，
因砝碼在水平方向上不受拉力的作用，所以砝碼與木塊間摩擦力的大小是0N，故選D．
（4）為了檢驗滑動摩擦力的大小可能與產(chǎn)生摩擦力的兩物體間接觸面積的大小有關(guān)．可把長方體木塊側(cè)（或豎）放在水
平放置的長木板上．用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動，比較“步驟4”與“步驟1”中彈簧測力計讀數(shù)的大�。�
故答案為：（1）因為彈簧測力計拉著木塊做勻速直線運動，所以彈簧測力計對木塊的拉力與木塊和木板面之間的摩擦力是
一對平衡力，大小相等．
（2）猜想B．
（3）D．
（4）把長方體木塊側(cè)（或豎）放在水平放置的長木板上．用彈簧測力計水平拉木塊沿直線勻速滑動，比較“步驟4”
與“步驟1”中彈簧測力計讀數(shù)的大小．
點評：把握住利用控制變量法分析實驗結(jié)論的基本思路是解答此題的關(guān)鍵所在．