Question

13．為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)，小明選用以下能滿足實(shí)驗(yàn)要求的器材做了一系列的實(shí)驗(yàn)：形狀相同的木塊和鐵塊、表面平整的長(zhǎng)木板、彈簧測(cè)力計(jì)等．小明做的部分實(shí)驗(yàn)如下（實(shí)驗(yàn)時(shí)，長(zhǎng)木板固定在水平桌面上）：
1、把木塊平放在長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊（圖甲），使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
2、把鐵塊側(cè)放在長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)鐵塊（圖乙），使鐵塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
3、木塊在下，鐵塊在上疊放在一起后放到長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊（圖丙），使它們做勻速直線運(yùn)動(dòng)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₃．
小明發(fā)現(xiàn)，三次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均不相同，即F₁≠F₂≠F₃，且F₁＜F₃．
（1）比較1、3兩次實(shí)驗(yàn)，由F₁＜F₃得出的結(jié)論是接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；；
（2）比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)F₁≠F₂，小明認(rèn)為：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積有關(guān)．小明得出這個(gè)錯(cuò)誤結(jié)論的原因是沒(méi)有控制壓力大小、接觸面粗糙程度相同；．
（3）實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法，把摩擦力的大小轉(zhuǎn)換為拉力大�。疄榱吮ＷC轉(zhuǎn)換的正確性，實(shí)驗(yàn)中采取的措施是拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；．
（4）小明想：木塊表面粗糙還是鐵塊表面粗糙？請(qǐng)你利用現(xiàn)有器材增加一次實(shí)驗(yàn)，解決小明的問(wèn)題．寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)論：
方法：將木塊疊放在鐵塊之上，重復(fù)步驟3的實(shí)驗(yàn)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₄，比較F₃和F₄的大�。�；
結(jié)論：若F₃＞F₄，則說(shuō)明木塊的表面粗糙，若F₃＜F₄，則說(shuō)明鐵塊的表面粗糙．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊在水平面上進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等，間接測(cè)量滑動(dòng)摩擦力大小．
滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)．探究滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小關(guān)系時(shí)，控制接觸面粗糙程度不變，改變壓力大小，觀察滑動(dòng)摩擦力大小的變化；探究滑動(dòng)摩擦力大小跟接觸面粗糙程度關(guān)系，控制壓力大小不變，改變接觸面粗糙程度，觀察滑動(dòng)摩擦力大小的變化．據(jù)此結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程做出解答．

解答 解：（1）比較1、3兩次實(shí)驗(yàn)可以看出，接觸面相同，壓力不同，最終拉力F₁＜F₃，可得出的結(jié)論是：接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；
（2）比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)可以看出，兩次的壓力不同，接觸面也不同，因此根據(jù)F₁≠F₂，得出：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積有關(guān)，這一結(jié)論是不可靠的．原因是他沒(méi)有控制壓力大小、接觸面粗糙程度相同．
（3）實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法，把摩擦力的大小轉(zhuǎn)換為拉力大小．為了保證轉(zhuǎn)換的正確性，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，使摩擦力與拉力是一對(duì)平衡力．
（4）在步驟3的基礎(chǔ)上，可將鐵塊疊放在木塊之下，重復(fù)步驟3的實(shí)驗(yàn)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₄，比較F₃和F₄的大��；
若F₃＞F₄，則說(shuō)明木塊的表面粗糙，若F₃＜F₄，則說(shuō)明鐵塊的表面粗糙．
故答案為：（1）接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大；
（2）沒(méi)有控制壓力大小、接觸面粗糙程度相同；
（3）拉力大小；拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（4）將鐵塊疊放在木塊之下，重復(fù)步驟3的實(shí)驗(yàn)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₄，比較F₃和F₄的大小．
若F₃＞F₄，則說(shuō)明木塊的表面粗糙，若F₃＜F₄，則說(shuō)明鐵塊的表面粗糙．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)中，要熟知影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素，能運(yùn)用控制變量法和轉(zhuǎn)換法對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程進(jìn)行分析，并得出結(jié)論，是正確解答的關(guān)鍵．