Question

在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中，小明同学提出以下猜想：
Ⅰ、与物体的速度的大小有关；
Ⅱ、与接触面的粗糙程度（表面状况）有关；
Ⅲ、与压力的大小有关；
（1）为了验证上述猜想是否正确，他采用了图甲所示的装置进行实验．实验中应拉着弹簧测力计使木块沿水平方向做______运动．
（2）实验时他发现弹簧测力计的示数不稳定，便对实验装置进行改进，如图乙所示，他用双面胶将弹簧测力计固定在长方体木块的上表面，用细线连接弹簧测力计的挂钩和电动机．在木块上放置不同的砝码，当电动机以不同的转速工作时，通过细线水平拉动木块以不同的速度做匀速直线运动．实验记录如下：

实验次数	表面状况	压力/N	摩擦力/N	木块的速度/m/s
1	木板	2.0	0.6	0.1
2	木板	4.0	1.2	0.1
3	木板	4.0	1.2	0.2
4	砂纸	2.0	1.0	0.1

①分析2、3两次的实验记录，可验证猜想Ⅰ是______（填“正确”或“错误”）的．
②分析______两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅱ；
③分析______两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅲ；
（3）由以上实验数据可得出结论：______．
（4）小明同学进行实验时很好地运用了“控制变量”的方法，在以下几个实验中也用到这种方法的有______
A．用乒乓球研究音叉振动发声
B．探究欧姆定律
C．探究液体压强大小与什么因素有关
D．托里拆利实验测量大气压强

Answer 1

解：（1）因为只有木块做匀速直线运动时，摩擦力和拉力才是一对平衡力，它们的大小才会相等，因此，实验中应用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动；
（2）①分析2、3两次的实验记录可知，接触面的粗糙程度相同、压力也相同，速度不同，滑动摩擦力相同，说明滑动摩擦力与物体运动的速度无关，故猜想Ⅰ是错误的；
②要探究摩擦力的大小和接触面粗糙程度的关系，要保证压力一定，1和4符合条件；
③要探究摩擦力的大小和压力大小的关系，要保证接触面的粗糙程度一定，1和2符合条件；
（3）根据（2）中的实验数据可知，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关，与速度无关；
（4）A、用乒乓球研究音叉振动发声是将声音的振动转换为乒乓球的振动，因此利用了转换法；
B、探究电流表与电压关系时，需控制电阻一定，研究电流与电压的关系；探究电流与电阻关系时，需控制电压一定，研究电流与电阻的关系；因此探究欧姆定律是利用控制变量法进行探究的；
C、液体压强与液体的密度和深度有关，因此需要利用控制变量法进行探究；
D、托里拆利实验测量大气压强是利用转换法探究的，通过支撑水银柱的高度计算出大气压的值．
故选BC．
故答案为：
（1）匀速直线；（2）①错误；②1、4；③1、2；（3）滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关，与速度无关；（4）BC．
分析：（1）滑动摩擦力是产生在物体接触面上的力，因此，在测量时应运用转换法，通过二力平衡的原理，借助弹簧测力计的拉力将其测出．因此，在拉动木块时要求沿水平方向做匀速直线运动，使拉力与摩擦力成为一对平衡力；
（2）①根据影响摩擦力大小的因素，结合控制变量法，分析2、3两次的实验记录中摩擦力的大小可知摩擦力是否与速度有关；
②要探究滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度的关系，需要控制压力的大小一定，接触面的粗糙程度不同，从1、2、3、4找出符合条件的；
③要探究滑动摩擦力的大小和压力大小的关系，需要控制接触面的粗糙程度一定，压力的大小不同，从1、2、3、4找出符合条件的；
（3）根据（2）小题的分析可以得出影响摩擦力大小的因素；
（4）常用的物理学研究方法有：等效法、模型法、比较法、分类法、类比法、控制变量法、转换法等．
点评：此题考查影响滑动摩擦力大小因素的探究以及常用的物理学研究方法，该实验主要运用了转换法和控制变量的研究方法，这是实验成功的基础，也是我们应该熟练掌握的实验技能．