Question

一位同学在学习了滑动摩擦力之后，认为两物体间的滑动摩擦力的大小可能与两物体的接触面积大小有关，于是他通过实验探究这个问题．
（1）为完成本实验，需要自己制作木块，他制作的木块应该选择下列选项中的

B

A．各面粗糙程度相同的正方体       B．各面粗糙程度相同，长宽高各不相同的长方体
C．各面粗糙程度不同的正方体       D．各面粗糙程度不相同，长宽高各不相同的长方体
（2）本实验中，该同学设计了两种方案：
方案一：木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图所示．

方案二：木块与弹簧测力计相连，弹簧测力计水平固定，通过细绳水平拉动木板，如图所示．

①用方案一实验时，应该拉动木块作

匀速直线

运动．
②两种方案中，你认为更合理、更易于操作的是

方案二

（填“方案一”，“方案二”）．
（3）应该记录的实验数据是

接触面积的大小

、

弹簧测力计的示数

．
（4）该同学采用更合理、易于操作的方案，将木块分别平放、侧放、竖放进行试验，测得数据相同，这说明

滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关

．

Answer 1

分析：（1）明确实验目的：滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积大小的关系；采用控制变量法设计实验步骤：控制“压力与接触面粗糙程度相同，只改变接触面积的大小”；
（2）木块做匀速直线运动时受平衡力，根据二力平衡条件，得到摩擦力大小；
（3）记录实验中改变的变量与测量的量；
（4）接触面积相同，测得的摩擦力相等，说明摩擦力的大小与接触面积的大小无关．

解答：解：（1）实验目的是探究“滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积大小的关系”，必须保证压力与接触面粗糙程度相同，只改变接触面积的大小；故选B．
（2）①方案一：拉动的是木块，为了得到摩擦力，应匀速拉动木块，利用二力平衡条件，通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小；
②方案一中很难控制木块做匀速直线运动，所以弹簧测力计示数不稳，很难读数；
方案二中无论长木板是否做匀速直线运动，木块都处于静止状态（即平衡状态），这样拉力等于摩擦力，而且无论拉木板速度多少，摩擦力都一样，不改变摩擦力大小，所以容易操作；
（3）实验中应记录：接触面积大小、弹簧测力计示数；
（4）将木块分别平放、侧放、竖放进行实验，测得数据相同，说明滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关．
故答案为：（1）B；
（2）①匀速直线；②方案二；
（3）接触面积的大小；弹簧测力计的示数；
（4）滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关．

点评：考查探究摩擦力大小与什么因素有关，实验中采用了控制变量法、转换法，并对实验进行了改进，明确改进后的实验操作有什么优点．