Question

34、在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”的過程中，一些同學(xué)作出了以下猜想：
猜想A：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)；
猜想B：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的壓力大小有關(guān)；
猜想C：滑動(dòng)摩擦力的大小可能與產(chǎn)生摩擦力的兩物體間接觸面積的大小有關(guān)．
為了檢驗(yàn)上述有關(guān)猜想是否正確，某同學(xué)選用了一塊底面與各個(gè)側(cè)面粗糙程度均相同的長方體木塊，并設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：
步驟1：把長方體木塊平放在水平的長木板上，用彈簧測力計(jì)水平拉木塊沿直線勻速滑動(dòng)，讀出這時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)（如圖所示）

步驟2：在長方體木塊上放上砝碼（如圖5-7所示），用彈簧測力計(jì)水平拉木塊，使砝碼與木塊一起沿直線勻速運(yùn)動(dòng)，比較“步驟2”與“步驟1”中彈簧測力計(jì)讀數(shù)的大��；

步驟3：在水平長木板上鋪上一層棉布，把木塊平放在棉布上（不加砝碼），用彈簧測力計(jì)平拉木塊沿直線勻速滑動(dòng)（如圖所示），比較“步驟3”與“步驟1”中的彈簧測力計(jì)讀數(shù)的大�。�

（1）當(dāng)用彈簧測力計(jì)水平拉木塊沿直線勻速滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力的大小就等于彈簧測力計(jì)的讀數(shù)．為什么？因?yàn)閺椈蓽y力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以彈簧測力計(jì)對木塊的拉力與木塊和木板面之間的摩擦力是一對平衡力，大小相等．
（2）“步驟2”的設(shè)計(jì)目的，是為了檢驗(yàn)上述猜想（A、B、C）中的哪一個(gè)？（

B

）
（3）在“步驟2”中，若木塊上方砝碼的重為0.5N，當(dāng)用彈簧測力計(jì)水平拉木塊沿直線勻速滑動(dòng)時(shí)，則砝碼與木塊間摩擦力的大小是（

D

）
A、大于0.5N      B、大于零但小于0.5N      C、等于0.5N      D、等于零
（4）為了檢驗(yàn)“猜想C”是否正確，可在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上再增加一個(gè)步驟，寫出你所設(shè)計(jì)的這一實(shí)驗(yàn)步驟．

Answer 1

分析：滑動(dòng)摩擦力在物體的接觸面上，所以摩擦力的大小無法直接測量，可借助于平衡力的條件，將摩擦力的大小轉(zhuǎn)化成測力計(jì)示數(shù)的大小進(jìn)行測量；同時(shí)由猜想可知滑動(dòng)摩擦力的大小可能跟接觸面的粗糙程度、壓力的大小、接觸面積的大小等有關(guān)，因此在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)應(yīng)使用控制變量的方法．

解答：解：（1）當(dāng)用彈簧測力計(jì)水平拉木塊沿直線勻速滑動(dòng)時(shí)，木塊在水平方向上受摩擦力和拉力的作用，二者是一對平衡力，
所以滑動(dòng)摩擦力的大小就等于彈簧測力計(jì)的讀數(shù)．
（2）“步驟2”與“步驟1”相比，其接觸面的粗糙程度相同，但二者的壓力大小不同，所以“步驟2”的設(shè)計(jì)目的，是
為了檢驗(yàn)猜想B．
（3）當(dāng)用彈簧測力計(jì)水平拉木塊沿直線勻速滑動(dòng)時(shí)，砝碼也處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，砝碼在水平方向上處于平衡狀態(tài)，
因砝碼在水平方向上不受拉力的作用，所以砝碼與木塊間摩擦力的大小是0N，故選D．
（4）為了檢驗(yàn)滑動(dòng)摩擦力的大小可能與產(chǎn)生摩擦力的兩物體間接觸面積的大小有關(guān)．可把長方體木塊側(cè)（或豎）放在水
平放置的長木板上．用彈簧測力計(jì)水平拉木塊沿直線勻速滑動(dòng)，比較“步驟4”與“步驟1”中彈簧測力計(jì)讀數(shù)的大�。�
故答案為：（1）因?yàn)閺椈蓽y力計(jì)拉著木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以彈簧測力計(jì)對木塊的拉力與木塊和木板面之間的摩擦力是
一對平衡力，大小相等．
（2）猜想B．
（3）D．
（4）把長方體木塊側(cè)（或豎）放在水平放置的長木板上．用彈簧測力計(jì)水平拉木塊沿直線勻速滑動(dòng)，比較“步驟4”
與“步驟1”中彈簧測力計(jì)讀數(shù)的大�。�

點(diǎn)評：把握住利用控制變量法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基本思路是解答此題的關(guān)鍵所在．