Question

為了測(cè)定木塊所受到的滑動(dòng)摩擦力，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別設(shè)計(jì)了甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．實(shí)驗(yàn)中不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)的重力．
甲方案：在水平實(shí)驗(yàn)桌面上將木板用線(xiàn)拉住，通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)沿木板方向水平拉木塊，使木塊在木板上面勻速滑動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就等于滑動(dòng)摩擦力的大�。�
乙方案：將木板放在水平實(shí)驗(yàn)桌面上，用線(xiàn)通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)水平地拉住木塊，水平拉木板，當(dāng)木塊靜止時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就等于滑動(dòng)摩擦力的大�。�

（1）他們利用圖甲所示裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，先用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉著木塊沿長(zhǎng)木板滑動(dòng)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力與木塊受到的摩擦力是一對(duì)

平衡

力．
（2）在探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小的關(guān)系時(shí)，他們應(yīng)控制接觸面的粗糙程度不變，改變

壓力

；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了

控制變量

的研究方法．
（3）實(shí)驗(yàn)中他們發(fā)現(xiàn)很難，很難讀數(shù)，原因是：

實(shí)驗(yàn)時(shí)很難保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

；為了解決上述問(wèn)題，小明同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，如圖14乙所示．利用該裝置的優(yōu)點(diǎn)是：

只需要拉動(dòng)木板運(yùn)動(dòng)就行，不需要保持勻速運(yùn)動(dòng)

．
（4）所以從實(shí)驗(yàn)誤差方面考慮，應(yīng)選擇

乙

方案．

Answer 1

分析：（1）對(duì)摩擦力的測(cè)量是采用“轉(zhuǎn)換法”進(jìn)行的，只有當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力才與摩擦力成為一對(duì)平衡力，它們大小相等；
（2）滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān)，研究其中一個(gè)時(shí)，根據(jù)控制變量法，應(yīng)控制另一個(gè)量保持不變；
（3）甲方案是讓木塊處于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，來(lái)保證摩擦力等于拉力，不容易控制；
（4）乙方案是讓物體處于靜止?fàn)顟B(tài)來(lái)保證摩擦力等于拉力，容易實(shí)現(xiàn)；

解答：解：（1）彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量摩擦力，利用了二力平衡的知識(shí)，當(dāng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等；
（2）探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小的關(guān)系時(shí)，根據(jù)控制變量法可知，需要控制接觸面的粗糙程度相同，只需改變壓力大小；
（3）①甲方案中水平方向上木塊受到拉力和摩擦力的作用，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)顯示的是拉力的大小，只有木塊勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力和拉力的一對(duì)平衡力，摩擦力的大小等于拉力大小．實(shí)驗(yàn)時(shí)很難保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，造成誤差；
②滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，在乙方案中兩者都沒(méi)有發(fā)生變化，木板是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)還是變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，都不會(huì)改變木塊受到的摩擦力的大小，木塊總是靜止的，所以摩擦力總和拉力相同；速度大小不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，只需要拉動(dòng)木板運(yùn)動(dòng)就行，不需要保持勻速運(yùn)動(dòng)，此方案誤差很小；
（4）乙方案，因?yàn)樵诩追桨钢�，要保持木塊的勻速運(yùn)動(dòng)中讀數(shù)，不容易讀得準(zhǔn)確．乙方案中，彈簧秤是靜止的，讀數(shù)容易讀得準(zhǔn)確．
故答案為：（1）平衡；（2）壓力；控制變量；（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)很難保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；只需要拉動(dòng)木板運(yùn)動(dòng)就行，不需要保持勻速運(yùn)動(dòng)；（4）乙．

點(diǎn)評(píng)：探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)必須遵循科學(xué)性原則，簡(jiǎn)便性原則，可操作性原則以及準(zhǔn)確性原則．此題考查學(xué)生在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中，就可操作性以及準(zhǔn)確性方面做出正確判斷的能力．