Question

某同學(xué)做“研究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗．他先用彈簧測力計沿水平方向拉著木塊在水平放置的平滑木板上做勻速直線運動，并在木板上逐次加砝碼，得到如表一所示的實驗數(shù)據(jù)．然后他將一條毛巾鋪在木板上，用彈簧測力計沿水平方向拉著木塊在粗糙的毛巾表面上做勻速直線運動，并重復(fù)上述實驗過程，得到如表二所示的實驗數(shù)據(jù)．

次數(shù)	接觸面	壓力	測力計的讀數(shù)		次數(shù)	接觸面	壓力	測力計的讀數(shù)
1	木板面	1.5N	0.2N		4	毛巾面	1.5N	0.5N
2	木板面	3N	0.4N		5	毛巾面	3N	1N
3	木板面	4.5N	0.6N		6	毛巾面	4.5N	1.5N
表一					表二

（1）實驗中要求彈簧測力計必須沿水平方向拉木塊，使其在水平面上做勻速直線運動，根據(jù)彈簧測力計的示數(shù)就可以知道木塊所受滑動摩擦力大小，其理論根據(jù)是：

木塊受到的拉力和摩擦力是一對平衡力

．
（2）數(shù)據(jù)分析與結(jié)論：a．分析比較實驗次數(shù)1與2（2與3、1與3）或4與5（5與6、4與6）的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：在粗糙程度不變的情況下，

壓力越大，滑動摩擦力越大

．
b．分析比較實驗次數(shù)1與4、2與5或3與6的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是

壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大

．
（3）該同學(xué)在得出上述實驗結(jié)論后，又產(chǎn)生了新的猜想：滑動摩擦力的大小是否還跟接觸面的面積有關(guān)？如果他用實驗來進一步探究，應(yīng)做什么？

控制壓力和接觸面粗糙程度，改變木塊與木板接觸面的大小，木塊側(cè)放立放都可以，用彈簧測力計拉著勻速直線滑動，測出拉力

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)平衡力的知識來分析；
（2）要探究滑動摩擦力的大小和接觸面粗糙程度的關(guān)系，需要控制壓力的大小一定，找出符合條件的；要探究滑動摩擦力的大小和壓力的關(guān)系，需要控制接觸面粗糙程度一定，找出符合條件的；
（3）要探究滑動摩擦力的大小和物體接觸面積大小的關(guān)系，需要控制壓力的大小和接觸面的粗糙程度均一定而接觸面積的大小不同．

解答：解：（1）摩擦力和彈簧測力計的拉力是水平方向上一對方向相反的力，若物體勻速直線運動，勻速直線運動狀態(tài)就是一對平衡狀態(tài)，此時摩擦力和彈簧測力計的拉力就是水平方向的一對平衡力，讀出彈簧測力計的示數(shù)，就等于摩擦力；
（2）a、由表格數(shù)據(jù)知：接觸面粗糙程度一定時，隨著壓力的變大，測力計的示數(shù)也變大，即摩擦力也變大．可得結(jié)論：在粗糙程度不變的情況下，壓力越大，滑動摩擦力越大．
b、在壓力一定時，接觸面越粗糙，測力計示數(shù)越大，即摩擦力越大．可得結(jié)論：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．
（3）要探究滑動摩擦力的大小和接觸面積大小的關(guān)系，需要控制壓力的大小和接觸面的粗糙程度一定而接觸面積的大小不同；可以采用同一木塊平放、側(cè)放和豎放，這樣既控制了壓力和接觸面的粗糙程度一定而接觸面積的大小不同．
 故答案：（1）木塊受到的拉力和摩擦力是一對平衡力．
（2）a、壓力越大，滑動摩擦力越大；b、壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大．
（3）控制壓力和接觸面粗糙程度，改變木塊與木板接觸面的大小，木塊側(cè)放立放都可以，用彈簧測力計拉著勻速直線滑動，測出拉力．

點評：（1）在探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)時，要用到兩種研究方法：轉(zhuǎn)換法，通過測力計的示數(shù)即拉力的大小來反映摩擦力的大小；
（2）控制變量法，在探究摩擦力與接觸面的粗糙程度是否有關(guān)時，要可知壓力一定，接觸面的粗糙程度變化． 在探究摩擦力與壓力是否有關(guān)時，要可知接觸面粗糙程度一定，壓力變化．
（3）摩擦力大小與接觸面面積無關(guān)．