Question

5．某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时，提出了以下几种猜想：A．与压力的大小有关B．与接触面积的大小有关．
C．与接触面的粗糙程度有关．
为了验证以上猜想是否正确，该小组同学利用如图甲所示的装置进行实验，实验数据如表所示．

序号	实验条件			摩擦力/N
	木块的位置	表面情况	压力/N
1	平放	木板表面	4	0.8
2	平放	木板表面	6	1.2
3	平放	木板表面	8	1.6
4	侧放	木板表面	8	1.6
5	竖放	木板表面	8	1.6
6	平放	木板上铺棉布	4	1.2
7	平放	木板上铺毛巾	4	2.0

（1）本实验中滑动摩擦力的大小是由弹簧测力计的示数得出的，要使水平拉力的大小与滑动摩擦力的大小相等，木块必须做匀速直线运动．
（2）由序号1、2、3的实验，可得结论摩擦力大小与接触面所受的正压力有关；要验证猜想C，应选择序号是1、6、7的三组实验．
（3）根据表格数据判断，图乙中图线b（填“a”或“b”）表示滑动摩擦力f的大小与接触面积S的关系．
（4）在某次研究摩擦力的实验中，小明仍按图甲将木块置于水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，木块的运动状态和弹簧测力计的示数如表所示．由表可知，在第一次试验中，木块受到的摩擦力的大小为0.5N；在这五次试验中，木块受到的摩擦力大小应该有3次是相同的．

试验次数	木块运动状态	弹簧测力计示数F/N
1	静止	0.5
2	静止	0.6
3	加速	0.8
4	匀速	0.7
5	减速	0

Answer 1

分析 （1）掌握二力平衡条件，在实验中，只有拉动木块做匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力才相互平衡，大小相等．
（2）分析1、2、3实验数据中的相同点和不同点，比较摩擦力的大小变化是由哪个因素引起的，便可得出结论．
要验证猜想C，必须使接触面的粗糙程度不同，其它条件相同．
（3）综合分析实验表格中的数据，分析比较压力或接触面的粗糙程度发生变化时，摩擦力是否发生变化；当接触面积的大小发生变化时，摩擦力大小是否发生变化，从而得出结论．注意控制变量法在此实验中的应用．
（4）二力平衡的条件：大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上；滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，跟接触面积，运动速度无关．

解答 解：（1）要使水平拉力大小与滑动摩擦力的大小相等，木块必须保持匀速直线运动，此时拉力和摩擦力是一对平衡力．
（2）由序号1，2，3的实验，接触面积和接触面的粗糙程度不变，压力大小不断增大，摩擦力也不断增大，可以得出摩擦力大小与接触面所受的正压力有关，可以验证猜想A．
根据猜想，要验证猜想C，必须使压力大小和接触面面积相同，而接触面的粗糙程度不同．所以应选择1、6、7．
（3）由表格中数据可以看出，当其它条件不变，只改变压力或接触面的粗糙程度时，摩擦力大小发生变化；而其它条件不变，只改变接触面积的大小时，摩擦力的大小不变．因此可以看出滑动摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与接触面积的大小无关，故图线b表示摩擦力f与接触面积的关系．
（4）第一次和第二次实验，木块保持静止状态但是有运动趋势，水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，两个力是平衡力，大小相等，第一次的静摩擦力是0.5N，第二次的静摩擦力是0.6N；第3、4、5次实验中，压力相同，接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力相同，都是0.7N．滑动摩擦力跟接触面积、运动速度无关．
故答案为：（1）匀速直线；（2）摩擦力大小与接触面所受的正压力有关；1、6、7；（3）b；（4）0.5；3．

点评 此题是探究影响滑动摩擦力大小的因素．根据猜想进行了实验，并通过实验进行分析从而得出结论．考查了学生分析数据得出结论的能力，同时考查了学生对控制变量法的理解和应用．