Question

小明、小红和小王在探究“摩擦力的大小可能跟哪些因素有关”的过程中，分别提到了以下猜想：
小明：摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关；
小红：摩擦力的大小可能与接触面间的压力大小有关；
小王：摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两个接触面的接触面积的大小有关；
为了验证上述猜想是否正确，小明选用了一块底面与各个侧面粗糙程度相同的长方体木块，并设计了以下的探究方案：
步骤1：把长方形木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数（如图甲）
步骤2：在长方形木块上放上砝码（如图乙），用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数．
步骤3：在水平长木板上铺上棉布，把木块平放在棉布上（不加砝码），用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数（如图丙）．比较“步骤3”与“步骤1”中弹簧测力计的示数的大小．

（1）当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动，摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数，为什么？
（2）步骤2的设计目的是为了验证哪种猜想的正确？
（3）为了检验小王的猜想是否正确，可在上述试验的基础上再增加一个步骤，写出你所设计的这一实验步骤．
（4）在步骤2中，若木块和砝码的总重为0.5N，当用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动时，则砝码与木块摩擦力之间的关系是：______．
A．大于0.5N     B．大于零且小于0.5N    C．等于0.5N     D．等于零
（5）考虑到影响摩擦力的因素教多，在上述探究过程中总要控制某些因素，使他们保持不变，进而寻找摩擦力的大小与另外一个因素的关系，这种研究问题方法叫做“控制变量法”想想看，在我们探究过的哪些物理问题中用到过这种方法？

Answer 1

解：（1）弹簧测力计拉动木块时，水平方向上木块受到摩擦力和拉力，弹簧测力计显示的是拉力大小，木块匀速直线运动时，摩擦力和拉力是平衡力，大小相等．
（2）步骤1和步骤2，控制接触面的粗糙程度相同，改变压力大小，研究摩擦力和压力关系．
（3）小王猜想摩擦力可能跟接触面积有关，增加步骤4：将这个木块侧放在长木板上，用弹簧测力计拉着它在水平木板上做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数．步骤1和步骤4进行比较．
（4）砝码和木块一起做匀速直线运动，两者之间既无相对运动、也无相对运动趋势，所以不受摩擦力，即摩擦力为0；
（5）常用控制变量法探究物理问题．探究电流跟电压关系时；探究电阻大小的影响因素；探究压力作用效果影响因素；探究液体压强大小的影响因素等等．
故答案为：（1）物体如果做匀速直线运动，是因为受到平衡力，此时摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，所以此时弹簧测力计的示数即表示拉力的大小又表示了摩擦力的大小．
（2）摩擦力的大小可能与接触面间的压力大小有关．
（3）将这个木块侧放在长木板上，用弹簧测力计拉着它在水平木板上做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数．
（4）D．
（5）探究电流跟电压的关系时，电阻不变．（答案不唯一）
分析：（1）摩擦力大小可能跟压力大小、接触面的粗糙程度、接触面积大小有关．用控制变量法研究摩擦力大小的影响因素．研究摩擦力跟压力关系时，控制接触面粗糙程度和接触面积不变．研究摩擦力跟接触面粗糙程度关系时，控制压力和接触面积不变．研究摩擦力跟接触面积的关系时，控制压力和接触面粗糙程度不变．
（2）物体静止和匀速直线运动时受到平衡力的作用．木块的摩擦力无法直接测得，让木块在水平面上匀速直线运动，摩擦力等于拉力．
（3）摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关，有压力，表面不是光滑的，一定存在摩擦力，摩擦力最大等于物体的重力．
点评：（1）掌握用控制变量法探究摩擦力大小的影响因素．掌握摩擦力大小的影响因素．
（2）掌握物体静止和匀速直线运动时受到平衡力的作用．