Question

在探究“摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”時(shí)，小明同學(xué)根據(jù)自己推箱子時(shí)，箱子越重，推起來越費(fèi)力，提出了“影響摩擦力大小的因素可能與接觸面受到的壓力有關(guān)”的猜想；小華同學(xué)根據(jù)自己推箱子時(shí)，地面越粗糙，推起來越費(fèi)力，提出了“影響摩擦力大小的因素可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)”的猜想．如下圖是驗(yàn)證他們猜想的實(shí)驗(yàn)裝置圖．
①小明同學(xué)為了完成他自己的探究應(yīng)按

乙

、

丙

兩圖進(jìn)行．
②若小明選用正確的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到下表所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)數(shù)據(jù)在所給坐標(biāo)中作出摩擦力的大小f與接觸面受到的壓力大小N之間的關(guān)系圖象．

N/N	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
F/N	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2

③根據(jù)圖象可以得出f與N的關(guān)系是

接觸面的粗糙程度相同，滑動(dòng)摩擦力大小與壓力成正比

．
④小明和小華同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中都應(yīng)使木塊做

勻速直線

運(yùn)動(dòng)．
⑤探究此實(shí)驗(yàn)問題時(shí)，小紅設(shè)計(jì)了和他們不一樣的實(shí)驗(yàn)，如圖實(shí)驗(yàn)時(shí)只要拖動(dòng)長(zhǎng)木板讀出彈簧力計(jì)的示數(shù)，即可測(cè)出木塊和木板之間的摩擦力．小明和小華看了小紅的實(shí)驗(yàn)后，認(rèn)為小紅設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)優(yōu)于自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)．對(duì)此你能說出其中的原因嗎？

木板不一定要做勻速直線運(yùn)動(dòng)（或彈簧測(cè)力計(jì)保持靜止，便于讀數(shù)）

．

Answer 1

分析：①要解決此題，需要掌握控制變量法．滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，所以要探究滑動(dòng)摩擦力大小與其中一個(gè)力之間的關(guān)系，需要控制另一個(gè)量不變．
②在作圖時(shí)，首先根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，然后將各點(diǎn)用平滑的曲線連接起來．
③分析圖象，觀察摩擦力大小與壓力大小的變化情況，得出摩擦力大小與壓力之間的關(guān)系．
④掌握二力平衡條件的應(yīng)用，在實(shí)驗(yàn)中拉動(dòng)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)小車受力平衡，摩擦力與拉力大小相等．
⑤滑動(dòng)摩擦力的大小通過彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)體現(xiàn)，根據(jù)二力平衡的知識(shí)，只有物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力才等于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，因此必須控制木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)是不容易控制的．

解答：解：①小明認(rèn)為提出了“影響摩擦力大小的因素可能與接觸面受到的壓力有關(guān)”的猜想，所以在實(shí)驗(yàn)中要控制接觸面的粗糙程度相同，壓力的大小不同，符合條件的是甲、丙兩圖．
故答案為：乙；丙．
②圖象中橫坐標(biāo)表示壓力，縱坐標(biāo)表示摩擦力，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來，如圖

③通過圖象，摩擦力與壓力大小關(guān)系是一條上升的直線，所以可以得出接觸面的粗糙程度相同，滑動(dòng)摩擦力大小與壓力成正比．
故答案為：接觸面的粗糙程度相同，滑動(dòng)摩擦力大小與壓力成正比．
④在此實(shí)驗(yàn)中，為使摩擦力大小與拉力相等，需要拉動(dòng)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
故答案為：勻速直線．
⑤小明的設(shè)計(jì)必須保證木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡的知識(shí)，摩擦力的大小才等于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，但是很難讓木塊保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，導(dǎo)致了彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定．小紅的設(shè)計(jì)中無論長(zhǎng)木板是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊都處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡的條件，拉力等于摩擦力，而且無論拉木板速度多少，摩擦力都一樣，不改變摩擦力大小，所以容易讀數(shù)．
故答案為：木板不一定要做勻速直線運(yùn)動(dòng)（或彈簧測(cè)力計(jì)保持靜止，便于讀數(shù)）．

點(diǎn)評(píng)：探究摩擦力的實(shí)驗(yàn)一般從兩個(gè)方面進(jìn)行考查：
①控制變量法研究實(shí)驗(yàn)的步驟，抓住變量和不變量；
②實(shí)驗(yàn)中要求拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)的原因，以及實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方法．