Question

在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出以下猜想：
A、可能与物体运动的速度有关  B、可能与接触面的粗糙程度有关．   
C、可能与压力的大小有关；    D、可能与接触面的面积大小有关
为了验证这些设想，他们利用长方体木块、若干个钩码、弹簧测力计、毛巾和水平的长木板等，进行实验探究，如图所示，并将数据记入下表中：
（1）实验时，先将木块放在水平长木板上，弹簧测力计沿水平方向拉动木块，并使木块做    运动，这样做的目的是使滑动摩擦力与    成为一对平衡力； 
（2）比较下表的实验1、2数据可知：猜想     （填字母）是否正确的；

序号	实验条件				弹簧测力计的 示数/N
	接触面的面积	接触面的情况	速度m/s	压力F/N
1	平放	木板表面	0.1	8	1.6
2	平放	木板表面	0.2	8	1.6
3	平放	木板表面	0.2	12	2.4
4	平放	木板表面	0.2	16	3.2
5	侧放	木板表面	0.2	16	3.2
6	竖放	木板表面	0.2	16	3.2
7	平放	木板上铺棉布	0.2	8	2.4
8	平放	木板上铺毛巾	0.2	8	4.0

（3）分析序号    三组数据，可知猜想C是正确的；对这三组数据特点的分析后，可知滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F大小的关系式是：    （关系式用字母f、F与相关的数值表示）．
（4）分析序号    三组数据，可知猜想D是    （选“正确”或“错误”）的；
（5）某同学分析实验3、7两组数据后，他认为滑动摩擦力跟接触面的粗糙程度无关；你认为他这种分析方法对吗？    的，原因是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）水平匀速拉动木块，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力；
（2）比较实验1、2的数据中相同的量和不同的量得出要验证的猜想；
（3）要验证猜想C，应控制物体之间的接触面积和粗糙程度、运动速度相同，改变压力的大小进行探究，然后分析表格中滑动摩擦力和压力的大小得出两者之间的关系；
（4）要验证猜想D，应控制物体之间的接触的粗糙程度和压力、运动速度相同，改变接触面的面积进行探究，然后分析表格中数据得出两者之间的关系；
（5）要探究滑动摩擦力跟接触面的粗糙程度的关系，应控制接触面积和压力、运动速度相同，改变接触面的粗糙程度进行探究．
解答：解：
（1）木块在水平方向上受拉力、滑动摩擦力作用，用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力与摩擦力是一对平衡力；
（2）分析1、2的数据可知，物体之间的接触面积和粗糙程度、压力相同，运动的速度不同，是要验证滑动摩擦力的大小是否与物体运动的速度；
（3）要探究滑动摩擦力的大小与压力之间的关系，应控制物体之间的接触面积和粗糙程度、运动速度不变，改变压力的大小，表格中2、3、4三组数据符合；由这三组数据可知，滑动摩擦力的大小与压力大小的比值均为0.2，则滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F大小的关系式是：f=0.2F；
（4）要探究滑动摩擦力的大小与接触面积之间的关系，应控制物体之间的接触的粗糙程度和压力、运动速度相同，改变接触面的面积，表格中4、5、6三组数据符合；由这三组数据可知滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关；
（5）由3、7两组数据可知，没有控制物体间的压力相同，因此这种分析方法是错误的．
故答案为：
（1）匀速直线；拉力；
（2）A；
（3）2、3、4；f=0.2F；
（4）4、5、6；错误；
（5）不对；没有控制压力不变．
点评：（1）滑动摩擦力在物体的接触面上，所以摩擦力的大小无法直接测量，可借助于平衡力的条件，将摩擦力的大小转化成测力计示数的大小进行测量；
（2）由猜想可知滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度、压力的大小、接触面积的大小等有关，因此在分析实验结论和设计实验步骤时应使用控制变量的方法．