Question

9．在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小秋选用以下能满足实验要求的器材：形状相同的木块和铁块、表面平整的长木板、弹簧测力计等．
他做的部分实验步骤如下表所示：

实验步骤	实验方法	图示
1	把木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数F1
2	把铁块侧放在长木板上，用弹簧测力计水平拉动铁块，使铁块做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数F2
3	木块在下、铁块在上叠放在一起后放到长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使它们做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数F3
4	请在答题卡上书写答案

小秋发现，三次实验中弹簧测力计的示数均不相同，即F₁≠F₂≠F₃，且F₁＜F₃．
（1）比较1、3两次实验，由F₁＜F₃得出的结论是当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（2）比较1、2两次实验，根据F₁≠F₂，小秋认为：滑动摩擦力的大小与接触面积有关．小秋得出这个错误结论的原因是没有控制压力大小、接触面粗糙程度相同．
（3）小秋想：木块表面粗糙还是铁块表面粗糙？请你利用现有器材增加一次实验，解决小秋的问题．请在上表实验步骤4中写出实验方法木块在上、铁块在下叠放在一起后放到长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使它们做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数F₄．
（4）在交流评估时，小春提出：她们组的同学在木板上拉动木块滑动时，弹簧测力计的示数一直不稳定．大家讨论后提出下列一些原因：你认为可能的是BC（多项选择）．
A．木板的长度太长
B．没有水平匀速拉木块
C．木板的粗糙程度不均匀
D．弹簧测力计的分度值太大
E．木块与木板的接触面积不均匀．

Answer 1

分析 （1）本实验中，用弹簧测力计拉动木块在水平面上进行匀速直线运动，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，间接测量滑动摩擦力大小．
（2）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关．探究滑动摩擦力大小跟压力大小关系时，控制接触面粗糙程度不变，改变压力大小，观察滑动摩擦力大小的变化；探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度关系，控制压力大小不变，改变接触面粗糙程度，观察滑动摩擦力大小的变化；
（3）滑动摩擦力受接触面的粗糙程度的影响，据此判断影响弹簧测力计示数不稳定的原因．

解答 解：（1）比较1、3两次实验可以看出，接触面相同，压力不同，最终拉力F₁＜F₃，可得出的结论是：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（2）比较1、2两次实验可以看出，两次的压力不同，接触面也不同，因此根据F₁≠F₂，得出：滑动摩擦力的大小与接触面积有关，这一结论是不可靠的．原因是他没有控制压力大小、接触面粗糙程度相同．
（3）在步骤3的基础上，可将木块在上、铁块在下叠放在一起后放到长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使它们做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数F₄，比较F₃和F₄的大小；
若F₃＞F₄，则说明木块的表面粗糙，若F₃＜F₄，则说明铁块的表面粗糙．
（4）A、木板的长短不会影响摩擦力的大小，所以不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因，故A错误；
B、用弹簧测力计拉动木块在水平面上进行匀速直线运动，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，没有水平匀速拉木块会对弹簧测力计的示数照成影响，故B正确；
C、木板的粗糙程度不均匀，影响摩擦力的大小，会造成弹簧测力计的示数不容易稳定，故C正确；
D、弹簧测力计的分度值太大，只会使测量的准确度降低，不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因，故D错误；
E、木块与木板的接触面积不影响摩擦力的大小，所以不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因，故E错误．
故选BC．
故答案为：（1）接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（2）没有控制压力大小、接触面粗糙程度相同；
（3）木块在上、铁块在下叠放在一起后放到长木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使它们做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数F₄；（4）BC．

点评 在探究“滑动摩擦力的大小与什么有关”的实验中，注意控制变量法和二力平衡原理的运用，熟练掌握影响滑动摩擦力的因素，能结合实验现象进行分析，是解答本题的关键．