Question

滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān)，還與接觸面的粗糙程度有關(guān)．請你設(shè)計一個簡單實驗，驗證滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān)．實驗儀器除了有長木板，還有質(zhì)量相同的鐵塊、鋁塊和木塊各一塊，每個物塊上都固定有一個可用于牽引的金屬小鉤．要求設(shè)計的實驗具有可行性，要符合安全規(guī)則．
（1）實驗還需要的器材是：________．（只能再選擇一個）
（2）實驗步驟：________．
（3）實驗分析與結(jié)論：________．

Answer 1

解：（1）控制接觸面的粗糙程度，可以選則鐵塊、鋁塊、木塊中的任何一個與長木板接觸，并且在后面的操作中，保持接觸面不變；
（2）通過往上面疊加其它物塊改變壓力的大小，注意每次彈簧測力計都要勻速拉動最底下的那個物塊運動；
（3）比較彈簧測力計的示數(shù)，來分析滑動摩擦力的大小的變化．
故答案為：（1）彈簧測力計；
（2）步驟：
①將木塊放在長木板上，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，記下彈簧測力計的示數(shù)F₁；
②將鐵塊放在木塊上，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，記下彈簧測力計的示數(shù)F₂；
③再將鋁塊疊放在鐵塊上，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，記下彈簧測力計的示數(shù)F₃；
（3）分析與結(jié)論：接觸面的粗糙程度一定，改變接觸面上所受的壓力，摩擦力大小改變，說明滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān)．
分析：（1）測量摩擦力用到的測量工具是彈簧測力計；
（2）本實驗設(shè)計的關(guān)鍵是如何控制接觸面的粗糙程度和接觸面積不變，改變壓力的大小，通過彈簧測力計的示數(shù)變化分析摩擦力的變化；
（3）觀察記錄三次彈簧測力計的示數(shù)，如三次示數(shù)相同，說明摩擦力與壓力大小無關(guān)；如三次示數(shù)逐漸增大，說明壓力越大，摩擦力越大．
點評：摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，本題屬于設(shè)計性實驗探究題，考查學生的設(shè)計實驗能力，解題的關(guān)鍵是如何運用控制變量法的思想控制實驗中的變量．