Question

6．实验小组要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：①接触面所受的压力大小；②接触面的粗糙程度；③接触面积的大小．
通过如图所示实验操作验证这些猜想：
（1）实验中应该用弹簧测力计水平匀速直线拉动木块在长木板上滑动，这样做是根据二力平衡的知识得出拉力等于摩擦力，从而测出木块所受的摩擦力的大小．
（2）如果要验证猜想②，应该选择乙、丙两幅图所示的实验步骤来操作，根据图中弹簧测力计的示数可得出结论：在其他因素相同的情况下，在压力、接触面积大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
（3）要验证猜想③，将木块切去一半，重复甲的操作过程，如图丁所示．比较甲和丁的实验结果，于是小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关．你认为他的结论不可靠（填“可靠”或“不可靠”），理由是在改变接触面积的同时，没有控制压力不变．
（4）上面实验过程中用到了控制变量法．
（5）为了验证猜想③我们应该如何设计实验？请简要说出思路．

Answer 1

分析 （1）掌握二力平衡条件，要正确测出摩擦力的大小，需拉动木块做匀速直线运动；
（2）根据猜想，要探究摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系，需使压力大小和接触面积大小相同，改变接触面的粗糙程度；
（3）要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系，需使压力大小和接触面的粗糙程度相同，改变接触面积的大小；
（4）（5）根据控制变量法分析．

解答 解：（1）实验中应该用弹簧测力计水平匀速直线拉动木块在长木板上滑动，根据二力平衡原理，拉力和摩擦力是一对平衡力，摩擦力等于拉力；
（2）要探究摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系，需使压力大小和接触面积大小相同，改变接触面的粗糙程度，所以应选择乙图和丙图；
由图知，在压力、接触面积大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（3）要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系，需使压力大小和接触面的粗糙程度相同，改变接触面积的大小，将木块切去一半，则在接触面积变化的同时，压力也发生了变化，所以得出错误结论．
（4）探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时采用了控制变量法；
（5）探究滑动摩擦力大小与接触面积的大小关系时，应控制压力和接触面的粗糙程度不变，改变接触面积的大小，所以可以通过让木块平放、侧放、竖放来改变接触面积的大小，根据测力计示数判定摩擦力与接触面的关系．
故答案为：（1）匀速直线；二力平衡；（2）乙、丙；在压力、接触面积大小一定时，接触面越粗糙；（3）不可靠；在改变接触面积的同时，没有控制压力不变；（4）控制变量；（5）见解析．

点评 此题是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验，考查了学生对控制变量法的理解和应用，题目很典型．