Question

通过实验探究已经知道滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关，也与压力大小有关．有些同学猜想“滑动摩擦力可能还与接触的面积的大小”有关．请你从以下器材中选出部分器材，设计一个实验对此猜想进行验证．
器材：a．带钩的正方体木块   b．带钩的长方体木块（a、b两木块各表面粗糙程度均相同）   c．表面平整的长木板   d．直尺    e．弹簧测力计   f．硬纸板
（1）你所需要的实验器材（用器材前面的字母表示）：

b、c、e

．
（2）简述主要的实验步骤：
①将木块

平放

（填“平放”或“侧放”）在长木板上，用

弹簧测力计

拉着它

匀速直线

运动，观察并记录这时的示数F₁；
②将木块

侧放

（填“平放”或“侧放”）在长木板上，重复步骤①，观察并记录这时的示数F₂；
③比较两次的示数，即可初步验证上述猜想；
④重复几次上述3个步骤．
（3）实验结论：
①若F₁

≠

F₂，说明滑动摩擦力与接触的面积的大小有关；（填“≠”或“=”）
②若F₁

=

F₂，说明滑动摩擦力与接触的面积的大小无关；（填“≠”或“=”）

Answer 1

分析：从题意中已经获取信息，滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，从所提供的器材中可以猜想滑动摩擦力可能还与接触面的面积大小有关（或无关）；
（1）探究时，采用一个物体的接触面积可以改变的长方体在长木板上做匀速直线运动，故还需弹簧测力计；
（2）设计实验步骤时，根据控制变量法设计出实验步骤；
（3）经过实验探究可知，滑动摩擦力的大小与物体的接触面积无关，故每一次弹簧测力计匀速直线匀速时弹簧测力计的示数相等．

解答：解：（1）猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面积的大小有关，必须控制接触面的粗糙程度和对接触面的压力相等，但必须每一次的接触面积不同的物体，故取一个带钩的长方体，然后让这个长方体在长木板上做匀速直线运动，还需要弹簧测力计；
（2）根据控制变量法进行实验，其实验步骤如：
①将长方体木块平放在长木板上，用弹簧测力计拉着长方体木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数，记为F₁；
②将木块侧放在长木板上，用弹簧测力计拉着长方体木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数，记为F₂；
③比较F₁与F₂，若F₁=F₂，则滑动摩擦力与接触面积大小无关；
若F₁≠F₂，则滑动摩擦力与接触面积大小有关．
故答案为：（1）b、c、e；
（2）①平放；弹簧测力计；匀速直线；②侧放；
（3）①≠；②=．

点评：滑动摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，在此基础上探究滑动摩擦力和接触面大小的关系时，保证压力大小和接触面的粗糙程度不变，改变接触面的大小，比较滑动摩擦力的大小得出结论，从中培养了学生设计实验的能力．