Question

6．如图所示是小明同学在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验情景．小明选用了一块长宽高分别是20厘米、10厘米和5厘米的底面与各个侧面粗糙程度均相同的长方体木块．

（1）实验过程中应使木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力是一对平衡力．
（2）比较图甲和图丙中的弹簧测力计示数可得结论是：压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大．
（3）小明同学很快完成实验后，用小刀将木块从中间切去一半后，重新做实验，发现木块的面积小了，摩擦力变小了．他猜想滑动摩擦力大小可能与接触面的面积大小有关．请你利用上图所示器材，增加一个实验步骤验证小明的猜想．要求写出实验步骤：a．将一长方体形木块平放在长木板上，用弹簧测力计拉着它沿水平方向做匀速直线运动，记下测力计的示数F_甲；
b．将那长方体木块侧放在长木板上，用弹簧测力计拉着它沿水平方向做匀速直线运动，记下测力计的示数F_甲′．

Answer 1

分析 （1）滑动摩擦力不能直接测量，用弹簧测力计匀速直线拉动木块，此时滑动摩擦力等于拉力．
（2）摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关．找到图甲和丙中相同的因素和不同因素，由控制变量法得出结论．
（3）滑动摩擦力大小可能与接触面的面积大小关系时，应控制压力和接触面的粗糙程度，只改变接触面的大小．

解答 解：
（1）实验过程中，弹簧测力计在水平方向上匀速直线拉动木块，木块受到拉力与摩擦力是一对平衡力，所以滑动摩擦力等于拉力．
（2）图甲和丙中，压力相同，接触面的粗糙程度不同，丙图中接触面更粗糙，弹簧测力计示数更大，即摩擦力力更大，由此可得结论：
压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大．
（3）a．将一长方体形木块平放在长木板上，用弹簧测力计拉着它沿水平方向做匀速直线运动，记下测力计的示数F_甲； 
b．将那长方体木块侧放在长木板上，用弹簧测力计拉着它沿水平方向做匀速直线运动，记下测力计的示数F_甲′；  
实验分析：比较F_甲 与F_甲′的大小，如果F_甲=F_甲′，则滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小无关；
如果F_甲≠F_甲′，则滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小有关． 
故答案为：
（1）匀速直线；一对平衡；
（2）压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大；
（3）a．将一长方体形木块平放在长木板上，用弹簧测力计拉着它沿水平方向做匀速直线运动，记下测力计的示数F_甲； 
b．将那长方体木块侧放在长木板上，用弹簧测力计拉着它沿水平方向做匀速直线运动，记下测力计的示数F_甲′．

点评 本题考查了实验注意事项、实验现象分析、实验设计，应用控制变量法是正确解题的关键．