Question

4．如图所示是“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验操作过程，重12N的铁块和重3N的木块的大小、形状完全相同，木块表面比铁块表面粗糙．

（1）实验过程中，拉着铁块（或木块）做匀速直线运动，此时摩擦力的大小等于（填“大于”、“等于”、“小于”）弹簧测力计的示数．在乙图中，和铁块一起匀速运动的木块受到的摩擦力为0N；
（2）比较甲、乙两图，可得到的结论是在接触面粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大；
（3）小华比较甲、丙两图，得出了“接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”的结论，你认为她的结论正确吗？答：不正确，理由是：没有控制压力大小不变；
（4）为了测量摩擦力的大小，应用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，实验中不易做到．为了较准确的测量出摩擦力大小，请你利用现有器材，对实验操作方案提出改进意见：固定弹簧测力计，弹簧测力计拉着木块，人拉着下面的木板在水平面上运动．

Answer 1

分析 （1）弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动时，铁块受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；
木块和铁块一起做匀速直线运动，二者之间没有相对运动的趋势，变不存在摩擦力；
（2）比较甲、乙两图，找出相同因素和不同因素，结合控制变量法的思想得出结论；
（3）要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，应注意保持压力大小相同，分析乙丙两图得出结论；
（4）木块做匀速直线运动很难操作，木块不匀速，弹簧测力计的示数就不稳定，另外弹簧测力计是运动的，不好读准示数；运动是相对的，我们可以采用木块不动，拉动木板，这样木块和弹簧测力计是静止的，便于读数，同时木块受到的摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力．而且木板的运动不要求匀速，便于操作．

解答 解：
（1）乙图中铁块做匀速直线运动，受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力相等；
木块和铁块一起做匀速直线运动，二者之间没有相对运动的趋势，所以木块受到的摩擦力为0N；
（2）甲、乙两图，铁块与水平面间接触面的粗糙程度相同，图甲中铁块与水平面间的压力小，弹簧测力计示数小，图乙中，铁块与水平面间的压力大，弹簧测力计的示数大，由此可知：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大；
（3）甲、丙两图中，物体对接触面的压力大小不同，所以不能探究出滑动摩擦力与接触面的粗糙程度之间的关系；
（4）为了测量摩擦力的大小，应用弹簧测力计沿水平方向做匀速直线运动，实验中不易做到；
我们可以采用木块不动，拉动木板，这样木块和弹簧测力计是静止的，便于读数，同时木块受到的摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力．而且木板的运动不要求匀速，便于操作．改进如图：

故答案为：（1）等于； 0；（2）在接触面粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大；（3）不正确；没有控制压力大小不变；（4）固定弹簧测力计，弹簧测力计拉着木块，人拉着下面的木板在水平面上运动（如上图所示）．

点评 本题考查了“探究影响滑动摩擦力大小”实验的实验操作、实验现象分析等，实验中应用了控制变量法，正确理解并熟练应用控制变量法是正确解题的关键．