Question

探究：一個(gè)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)呢？有的同學(xué)猜想可能與接觸面積有關(guān)．為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小是否與接觸面積有關(guān)，老師預(yù)備了下列器材供學(xué)生選擇使用：量程為5牛的彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)，長(zhǎng)、寬、高分別為10cm、6cm、4cm的木塊一個(gè)（木塊上帶有掛鉤），50g的勾碼一個(gè)，托盤天平一架，粗糙程度均勻的長(zhǎng)木板一塊．
（1）根據(jù)探究的目標(biāo)，應(yīng)選擇的儀器是：______、______、______．
（2）實(shí)驗(yàn)的步驟是（包括操作情況）：①______；②______．
（3）對(duì)結(jié)果的分析：______；______．

Answer 1

解：（1）要測(cè)量摩擦力的大小需用到測(cè)力計(jì)；
還需要質(zhì)量不變（壓力不變）、接觸面粗糙程度不變、能改變接觸面積的木塊；
同時(shí)木塊要在木板上移動(dòng)，從而可以確定所需的器材為彈簧測(cè)力計(jì)、木塊、長(zhǎng)木板；
（2）分別將木塊平放、側(cè)放、豎放在木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出每次的示數(shù)做比較；
（3）若每次示數(shù)不變，則說(shuō)明摩擦力與接觸面積無(wú)關(guān)；若改變，則說(shuō)明與接觸面積有關(guān)．
故答案為：（1）彈簧測(cè)力計(jì)；木塊；長(zhǎng)木板；（2）①把木塊平放在長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊在長(zhǎng)木板上勻速運(yùn)動(dòng)，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)；②把木塊側(cè)放（或豎放）在長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊在長(zhǎng)木板上勻速運(yùn)動(dòng)，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)；（3）如兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同，說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積無(wú)關(guān)；如兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積有關(guān)．
分析：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)摩擦力的大小是否與接觸面積有關(guān)，需保持壓力和接觸面的粗糙程度不變，改變接觸面積的大小，用二力平衡條件的知識(shí)測(cè)量摩擦力．
點(diǎn)評(píng)：此題通過(guò)讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面積的知識(shí)，考查了控制變量法的應(yīng)用及影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素．