Question

13．在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，同学们提出了下列猜想：
A．与接触面所受的压力大小有关；　　　B．与接触面的粗糙程度有关；
C．与接触面的面积大小有关；　　　　　　　D．与物体运动的速度大小有关．
为了验证以上猜想，小明的实验小组设计了如图所示的实验：

（1）为了测量滑动摩擦力的大小，必须使木块在水平木板上做匀速直线运动．
（2）在探究滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关时，应该控制接触面粗糙程度和接触面的面积大小、物体运动速度等不变，故此应选择图中的图甲和乙．
（3）如果实验小组得到的实验数据如表所示，则表中数据可以验证猜想D（填序号），可以得到的结论是滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关．

实验次数	木块运动快慢	弹簧测力计示数（N）
1	较快	1.8
2	慢	1.8
3	较慢	1.8

（4）小聪所在小组想探究摩擦力和接触面积是否有关应怎样设计方案：把甲图中的木块竖立放置匀速拉动，比较弹簧测力计的示数．

Answer 1

分析 （1）水平匀速拉动木块，使木块做匀速直线运动，木块处于平衡状态，此时滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力；
（2）探究滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小时，应控制接触面不变，只改变压力，结合图中的特点可判断如何改变压力的大小；
（3）通过分析表格中的数据，可判断滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系；
（4）要探究摩擦力和接触面积是否有关，应控制接触面的粗糙程度和压力不变，只改变接触面积的大小．

解答 解：
（1）实验中应使木块在弹簧测力计拉力的作用下做匀速直线运动，因为这样滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，弹簧测力计的示数表示滑动摩擦力的大小；
（2）探究滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小时，应控制接触面粗糙程度和接触面不变，只改变压力，故此应选择图中的甲和乙；
（3）分析表中的数据可知，三次实验中木块运动的速度不同，但弹簧测力计的示数始终为1.8N不变，即滑动摩擦力大小相同，所以可得出结论：滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关；
（4）探究摩擦力大小与接触面积是否有关时，应控制压力和接触面粗糙程度不变，改变接触面积的大小，可以在甲实验的基础上把木块竖立放置拉动即可．
故答案为：（1）匀速直线；（2）接触面粗糙程度；甲；乙；（3）D；滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关；（4）把甲图中的木块竖立放置匀速拉动，比较弹簧测力计的示数．

点评 把握住利用控制变量法分析实验结论的基本思路是解答此题的关键所在．