Question

14．在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时，小红设计了如图甲、乙、丙所示的三个实验，三个实验中所用的正方体木块质量相同、各面的粗糙程度也相同，长木板上贴有砂纸，图甲和图乙中所用的是相同的砂纸．在图甲和图丙中，使木块在长木板上的砂纸上运动；图乙中在木块上叠放一个钩码，使它们在长木板的砂纸上运动．

（1）同学们提出了以下几种猜想，仅用小红设计的三个实验，可以探究下列哪些猜想（填写选项前的字母）ABD．
A．与压力大小有关                  B．与物体运动速度有关
C．与物体间的接触面积大小有关      D．与物体间接触面的粗糙程度有关
（2）实验中木板应水平放置，用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动，则可以认为测力计的示数等于木块受到的摩擦力大小．
（3）图丙中，弹簧测力计的示数为2.6N．
（4）小红在探究中发现测力计示数时大时小．她做出了以下分析，其中错误的是A
A．木块对木板的压力大小可能是变化的
B．木板表面不同位置的粗糙程度可能是不同的
C．木块的运动可能不是匀速直线运动
（5）在实验评估阶段，同学们认为小红的实验还有可以改进之处．请你提出一条改进的措施：
实验次数太少（或固定弹簧测力计不动而拉动木块）．

Answer 1

分析 （1）要探究摩擦力的大小与多个因素的关系，就要用到控制变量法，根据实验器材结合控制变量法的思想从而可以确定实验可以探究的猜想；
（2）实验中研究的是木块受到的滑动摩擦力的大小，弹簧测力计测量的是木块受到的拉力，只有木块做匀速直线运动时拉力的大小才等于摩擦力；
（3）在进行测力计的读数时，注意测力计的分度值；
（4）测力计示数时大时小可能是摩擦力大小发生了变化，也可能是没有匀速拉动物体；
（5）为得出普遍性的结论，要多次实验，或实验的思路是利用二力平衡的条件，通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小，因此是否能保持正方体木块匀速直线运动或静止状态是实验是否合理的关键．

解答 解：
（1）三次实验，使用的是同一正方体木块，无法改变木块与水平面间的接触面积大小，所以无法探究摩擦力与物体间的接触面积大小的关系，C不可以；
A．对比甲、乙丙个实验，可改变压力大小，保持接触面的粗糙程度不变，故可研究与压力大小有关；
B．三个实验中，任选一个，控制压力大小和接触面的粗糙程度不变，可改变做匀速直线的速度，比较测力计的示数大小，若测力计示数不同，则说明摩擦力与物体运动速度有关；若测力计示数相同，则说明摩擦力与物体运动速度无关；
 D．对比甲丙实验，控制压力大小不变，改变接触面的粗糙程度，故可研究与物体间接触面的粗糙程度有关，
故选ABD；
（2）用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时，木块做匀速直线运动受到的力是平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小；
（3）由丙图知，测力计的分度值为0.1N，其示数为2.6N；
（4）A．木块对木板的压力大小等于物体的重力，大小不变，故A错误；
B．木板表面不同位置的粗糙程度可能是不同的，造成摩擦力变化，测力计示数时大时小，故B正确；
C．木块的运动可能不是匀速直线运动，拉力等于摩擦力，故C正确．
（5）原实验次数太少，结论有偶然性，为得出普遍性的结论，要多次实验，
根据二力平衡的知识可知，要让木块在水平板面上做匀速直线运动，只有这样才可以测出摩擦力；由于在拖动正方体木块时，很难让木块保持匀速直线运动状态，才导致了弹簧测力计的示数不稳定；所以实验中可以固定弹簧测力计不动而拉动木板．
故答案为：（1）ABD； （2）水平； 等于； （3）2.6； （4）A；（5）实验次数太少（或固定弹簧测力计不动而拉动木块）．

点评 此题是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验，考查了控制变量法在实验中的应用，以及摩擦力大小的测量和对实验方案的评估及改进，综合性较强．