Question

1．如图1所示是小明探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验．
（1）实验时在毛巾表面上用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动一个长方体木块，弹簧测力计示数如图1丙所示；由二力平衡知识可知，木块所受的滑动摩擦力为2.8N．
（2）观察图1中的三个实验，比较甲图和乙图所示实验，说明摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关．比较甲图和丙图所示实验，说明在压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大．
（3）如图2所示，若只提供木块、铁块、长木板和弹簧测力计，请你设计“探究滑动摩擦力大小的影响因素”的实验（只探究一种影响因素即可）．
探究问题：滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系
简要步骤：（1）将木块与铁块叠放在一起，铁块在下，用弹簧测力计沿水平方向拉动铁块做匀速直线运动，读出测力计的示数F₁；（2）改变木块与铁块的叠放顺序，木块在下，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，读出测力计的示数F₂．

Answer 1

分析 （1）实验中应沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力平衡，大小相等；
在进行弹簧测力计的读数时，注意分度值；
（2）影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，根据图中现象得出结论；
（3）可通过让木块和铁块叠放的方法来控制压力，改变叠放的顺序来改变接触面的粗糙程度，来探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系．

解答 解：（1）只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小．
由图丙知，测力计的分度值为0.1N，所以其示数为2.8N，可知摩擦力等于拉力也等于2.8N；
（2）观察三个实验，比较甲图和 乙图所示实验，说明摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关；
甲、丙两图压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，且接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
（3）通过将铁块和木块叠加放来控制压力，改变叠放顺序来改变接触面的粗糙程度，来探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系；
步骤：（1）将木块与铁块叠放在一起，铁块在下，用弹簧测力计沿水平方向拉动铁块做匀速直线运动，读出测力计的示数F₁；
（2）改变木块与铁块的叠放顺序，木块在下，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，读出测力计的示数F₂．
比较测力计的示数大小便可得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系．
故答案为：（1）沿水平方向匀速直线；二力平衡；2.8；（2）甲；乙；压力；粗糙；（3）滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系；（1）将木块与铁块叠放在一起，铁块在下，用弹簧测力计沿水平方向拉动铁块做匀速直线运动，读出测力计的示数F₁；（2）改变木块与铁块的叠放顺序，木块在下，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，读出测力计的示数F₂．

点评 本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理及控制变量法的运用，体现了对过程和方法的考查．