Question

通過實驗探究已經(jīng)知道滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度有關，也與壓力大小有關．有些同學猜想“滑動摩擦力可能還與接觸的面積的大小”有關．請你從以下器材中選出部分器材，設計一個實驗對此猜想進行驗證．
器材：a．帶鉤的正方體木塊　 b．帶鉤的長方體木塊（a、b兩木塊各表面粗糙程度均相同）　 c．表面平整的長木板　 d．直尺　　e．彈簧測力計　 f．硬紙板
（1）你所需要的實驗器材（用器材前面的字母表示）：________．
（2）簡述主要的實驗步驟：
①將木塊________（填“平放”或“側放”）在長木板上，用________拉著它________運動，觀察并記錄這時的示數(shù)F₁；
②將木塊________（填“平放”或“側放”）在長木板上，重復步驟①，觀察并記錄這時的示數(shù)F₂；
③比較兩次的示數(shù)，即可初步驗證上述猜想；
④重復幾次上述3個步驟．
（3）實驗結論：
①若F₁________F₂，說明滑動摩擦力與接觸的面積的大小有關；（填“≠”或“=”）
②若F₁________F₂，說明滑動摩擦力與接觸的面積的大小無關；（填“≠”或“=”）

Answer 1

解：（1）猜想滑動摩擦力的大小可能與接觸面積的大小有關，必須控制接觸面的粗糙程度和對接觸面的壓力相等，但必須每一次的接觸面積不同的物體，故取一個帶鉤的長方體，然后讓這個長方體在長木板上做勻速直線運動，還需要彈簧測力計；
（2）根據(jù)控制變量法進行實驗，其實驗步驟如：
①將長方體木塊平放在長木板上，用彈簧測力計拉著長方體木塊做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記為F₁；
②將木塊側放在長木板上，用彈簧測力計拉著長方體木塊做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記為F₂；
③比較F₁與F₂，若F₁=F₂，則滑動摩擦力與接觸面積大小無關；
若F₁≠F₂，則滑動摩擦力與接觸面積大小有關．
故答案為：（1）b、c、e；
（2）①平放；彈簧測力計；勻速直線；②側放；
（3）①≠；②=．
分析：從題意中已經(jīng)獲取信息，滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關，從所提供的器材中可以猜想滑動摩擦力可能還與接觸面的面積大小有關（或無關）；
（1）探究時，采用一個物體的接觸面積可以改變的長方體在長木板上做勻速直線運動，故還需彈簧測力計；
（2）設計實驗步驟時，根據(jù)控制變量法設計出實驗步驟；
（3）經(jīng)過實驗探究可知，滑動摩擦力的大小與物體的接觸面積無關，故每一次彈簧測力計勻速直線勻速時彈簧測力計的示數(shù)相等．
點評：滑動摩擦力跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，在此基礎上探究滑動摩擦力和接觸面大小的關系時，保證壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，改變接觸面的大小，比較滑動摩擦力的大小得出結論，從中培養(yǎng)了學生設計實驗的能力．