Question

20．如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验．铜块和木块的大小和形状完全相同．在实验前，小明提出了以下几种猜想：

猜想一：滑动摩擦力的大小与压力的大小有关
猜想二：滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关
猜想三：滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小有关
（1）实验时沿水平方向拉动弹簧测力计，使物体做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数即为物体所受滑动摩擦力的大小，这样做的依据是：二力平衡的条件．
（2）比较甲、乙两图，可得到的结论是在接触面粗糙程度相同的情况下，压力越大，滑动摩擦越大．
（3）图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使对接触面的压力相同，比较乙、丙两图可得出滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关．
（4）要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”，小明将木块和铜块做为一个整体竖着放置在长木板上，如丁图，测出滑动摩擦力的大小并与乙比较．你认为他的探究方案中存在的主要缺陷是：没有控制接触面的粗糙程度．

Answer 1

分析 （1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力，木块一定进行匀速直线运动；
（2）滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关．探究滑动摩擦力跟压力大小关系时，控制接触面粗糙程度不变；
（3）探究滑动摩擦力跟接触面粗糙程度关系时，控制压力大小不变；
（4）探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”，应控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，只改变接触面积大小．

解答 解：（1）测滑动摩擦力大小时，要用弹簧测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，根据二力平衡的条件，此时弹簧测力计的示数即为物体所受滑动摩擦力的大小；
（2）甲、乙两图接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计示数越大，滑动摩擦力越大．所以，比较甲、乙两图，可得到的结论是：在触面粗糙程度相同的条件下，压力越大，滑动摩擦力越大．
（3）乙、丙两图，铜块和木块叠在一起的目的是对接触面的压力相同，比较乙、丙两图知：在压力相同的条件下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，所以乙丙两图探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系．
（4）当所要研究的物理量与多个因素有关时，采用的探究方法应是控制变量法．
要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”，应控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，而小明将木块和铜块做为一个整体竖着放置在长木板上，由图可知，只控制了压力大小相同，他的探究方案中存在的主要缺陷是：接触面粗糙程度没有控制．
故答案为：（1）水平：匀速直线； 二力平衡的条件；
（2）在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）对接触面的压力；接触面的粗糙程度；
 （4）没有控制接触面的粗糙程度．

点评 本题探究影响滑动摩擦力大小的因素，考查二力平衡的条件及控制变量法的运用，难度中等．