Question

14．科学探究的过程一般要经历“提出问题”、“猜想与假设”、“实验和论证”等环节．在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，小华同学提出了三个猜想：
猜想A：摩擦力的大小与压力的大小有关．
猜想B：摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
猜想C：摩擦力的大小与物体间的接触面积大小有关

为了验证这三个猜想，小华同学设计了如图所示的实验：
（1）在实验中，为了使摩擦力大小等于测力计示数，小华应该用测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动．
（2）由图甲、乙两个实验可知，摩擦力的大小与压力的大小有关．
（3）由图甲和图丙两个实验可知，摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
（4）如果他要验证猜想C，他的操作步骤应是：a．把木块平放在长木板上用弹簧测力计水平匀速拉动，读出弹簧测力计的示数F₁；
b．把木块侧放在长木板同一面上用弹簧测力计水平匀速拉动，读出弹簧测力计的示数F₂．

Answer 1

分析 （1）使物体做匀速直线运动，物体处于平衡状态，弹簧测力计的拉力等于物体受到的滑动摩擦力．
（2）要探究摩擦力与压力的关系，应控制接触面的粗糙程度相同而压力不同，分析图示，找出符合要求的实验．
（3）应用控制变量法，分析图甲与图丙，根据控制的变量与实验现象，然后得出结论．
（4）要验证猜想C，应该控制压力大小、接触面的粗糙程度都不会发生变化，速度这个因素已经探究，只能考虑接触面的大小这个因素．

解答 解：（1）在实验中，为了使摩擦力大小等于测力计示数，小华应该用测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动．
（2）由图甲与图乙可知，物体接触面粗糙程度相同而压力不同，弹簧测力计示数不同，物体受到的摩擦力不同，由此可知：摩擦力的大小与压力的大小有关．
（3）由图甲和图丙两个实验可知，物体间的压力相同而接触面的粗糙程度不同，弹簧测力计的示数不同，物体受到的摩擦力不同，由此可知：摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
（4）根据控制变量法的思想，要探究与哪个因素有关，就要改变哪个因素，要验证猜想B，必须控制接触面大小不同，其余因素压力、接触面的粗糙程度不变，由于是个长方体木块，接触面的大小可以改变，所以分别将木块平放和侧放，然后用弹簧测力计匀速拉动，读出弹簧测力计的示数，观察摩擦力的大小是否与物体之间的接触面的大小有关．
故答案为：（1）匀速直线；（2）甲、乙；（3）接触面的粗糙程度；（4）a、把木块平放在长木板上用弹簧测力计水平匀速拉动，读出弹簧测力计的示数F₁；b、把木块侧放在长木板同一面上用弹簧测力计水平匀速拉动，读出弹簧测力计的示数F₂．

点评 本题考查了探究影响摩擦力的因素实验，应用了控制变量法，熟练应用控制变量法是正确解题的关键．