Question

5．小明在探究“滑动摩擦力大小于哪些因素有关”的实验中，提出以下猜想：
猜想一：滑动摩擦力的大小与物体运动的速度有关；
猜想二：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关；
猜想三：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；
小明通过如图所示的实验验证猜想，验证猜想二和猜想三的数据如下表：

次数	1	2	3	4	5
接触面	木板	木板	木板	棉布	毛巾
压力/N	1.0	1.5	2.0	1.0	1.0
弹簧测力计示数/N	0.4	0.6	0.8	0.5	0.6

回答下列问题：
（1）实验中，小明用弹簧测力计水平拉着木块在水平方向做匀速直线运动，其目的是使滑动摩擦力的大小等于（选填“大于”“小于”或“等于”）弹簧测力计的示数．
（2）为验证猜想一，小明用弹簧测力计水平水平拉着木块沿水平方向以不同的速度在木板上做匀速直线运动时，弹簧测力计示数相同，说明滑动摩擦力的大小与速度无关．
（3）分析1、2、3次试验可验证猜想二，在接触面不变的条件下，滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关．
（4）分析1、4、5次试验，小明得出，在压力相同的条件下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，老师提出小明的实验设计应加以改造，应控制在物体的运动速度相同的条件下粗糙程度不同．
【拓展】小明完成实验后，将长木板一端支起，用弹簧测力计沿平行斜面方向向上拉着木块做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为0.92N，那木块对木板的压力为0.8N．已知木板上0.5m，支起的高度为0.3m，木板重1N．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡的条件分析；
（2）由题意知，滑动摩擦力大小可能与物体的运动的速度、压力大小和接触面的粗糙程度有关，研究滑动摩擦力的大小与速度的关系，要控制压力和接触面的粗糙程度相同，只改变运动速度的大小，根据实验现象得出结论；
（3）研究滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小的关系，要控制接触面的粗糙程度相同，只改变压力大小，据此回答；
（3）影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，根据图中现象得出结论．
 （4）研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系时，要控制压力大小和物体运动的速度相同，只改变接触面的粗糙程度； 
 拓展：分析物体受到的力，根据物体处于平衡状态受平衡力的作用，在垂直木板方向受平衡力的作用，根据数学知识求出重力在垂直木板方向上的分力，得出木块对木板的压力．

解答 解：（1）只有沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）研究滑动摩擦力的大小与速度的关系，要控制压力和接触面的粗糙程度相同，只改变运动速度的大小，小明用弹簧测力计水平拉着木块沿水平方向以不同的速度在木板上做匀速直线运动时，弹簧测力计示数相同，说明滑动摩擦力的大小与速度无关；
（3）分析 1、2、3次试验可验证滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关，由表中数据可知，在接触面不变的条件下，滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关；
（4）分析1、4、5次试验，小明得出，在压力相同的条件下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，老师提出小明的实验设计应加以改造，应控制在物体的运动速度相同的条件下粗糙程度不同；
拓展：将长木板一端支起，用弹簧测力计沿平行斜面方向向上拉着木块做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为F=0.92N，物体受到的重力为G，木板对物体的支持力为N，对物体的滑动摩擦力为f，如下图所示：

物体在四个力作用下处于静止状态，物体在垂直木板方向受到平衡力的作用，即N等于G在垂直木板上的分力，由勾股定理，三角形的另一直角边为$\sqrt{（0.5m）^{2}-（0.3m）^{2}}$=0.4m，由数学知识，cosα=$\frac{0.4}{0.5}$，重力的分力大小为：
G_分=1N×$\frac{0.4m}{0.5m}$=0.8N，木块对木板的压力为0.8N．
故答案为：（1）等于；（2）无关；（3）1、2、3，有关；（4）物体运动速度；
扩展：0.8．

点评 本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理及控制变量法的运用和力的平衡知识．