Question

13．為了探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)，小明選用以下能滿足實驗要求的器材做了一系列的實驗：形狀相同的木塊和鐵塊、表面平整的長木板、彈簧測力計等．小明做的部分實驗如下（實驗時，長木板固定在水平桌面上）：
1、把木塊平放在長木板上，用彈簧測力計水平拉動木塊（圖甲），使木塊做勻速直線運(yùn)動，記下彈簧測力計的示數(shù)F₁；
2、把鐵塊側(cè)放在長木板上，用彈簧測力計水平拉動鐵塊（圖乙），使鐵塊做勻速直線運(yùn)動，記下彈簧測力計的示數(shù)F₂；
3、木塊在下，鐵塊在上疊放在一起后放到長木板上，用彈簧測力計水平拉動木塊（圖丙），使它們做勻速直線運(yùn)動，記下彈簧測力計的示數(shù)F₃．
小明發(fā)現(xiàn)，三次實驗中彈簧測力計的示數(shù)均不相同，即F₁≠F₂≠F₃，且F₁＜F₃．
（1）比較1、3兩次實驗，由F₁＜F₃得出的結(jié)論是接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；；
（2）比較1、2兩次實驗，根據(jù)F₁≠F₂，小明認(rèn)為：滑動摩擦力的大小與接觸面積有關(guān)．小明得出這個錯誤結(jié)論的原因是沒有控制壓力大小、接觸面粗糙程度相同；．
（3）實驗中運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法，把摩擦力的大小轉(zhuǎn)換為拉力大�。疄榱吮ＷC轉(zhuǎn)換的正確性，實驗中采取的措施是拉動木塊做勻速直線運(yùn)動；．
（4）小明想：木塊表面粗糙還是鐵塊表面粗糙？請你利用現(xiàn)有器材增加一次實驗，解決小明的問題．寫出實驗方法和結(jié)論：
方法：將木塊疊放在鐵塊之上，重復(fù)步驟3的實驗，記下彈簧測力計的示數(shù)F₄，比較F₃和F₄的大�。�；
結(jié)論：若F₃＞F₄，則說明木塊的表面粗糙，若F₃＜F₄，則說明鐵塊的表面粗糙．

Answer 1

分析 本實驗中，用彈簧測力計拉動木塊在水平面上進(jìn)行勻速直線運(yùn)動，拉力和滑動摩擦力是一對平衡力，大小相等，間接測量滑動摩擦力大�。�
滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)．探究滑動摩擦力大小跟壓力大小關(guān)系時，控制接觸面粗糙程度不變，改變壓力大小，觀察滑動摩擦力大小的變化；探究滑動摩擦力大小跟接觸面粗糙程度關(guān)系，控制壓力大小不變，改變接觸面粗糙程度，觀察滑動摩擦力大小的變化．據(jù)此結(jié)合實驗過程做出解答．

解答 解：（1）比較1、3兩次實驗可以看出，接觸面相同，壓力不同，最終拉力F₁＜F₃，可得出的結(jié)論是：接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（2）比較1、2兩次實驗可以看出，兩次的壓力不同，接觸面也不同，因此根據(jù)F₁≠F₂，得出：滑動摩擦力的大小與接觸面積有關(guān)，這一結(jié)論是不可靠的．原因是他沒有控制壓力大小、接觸面粗糙程度相同．
（3）實驗中運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法，把摩擦力的大小轉(zhuǎn)換為拉力大�。疄榱吮ＷC轉(zhuǎn)換的正確性，實驗中應(yīng)拉動木塊做勻速直線運(yùn)動，使摩擦力與拉力是一對平衡力．
（4）在步驟3的基礎(chǔ)上，可將鐵塊疊放在木塊之下，重復(fù)步驟3的實驗，記下彈簧測力計的示數(shù)F₄，比較F₃和F₄的大��；
若F₃＞F₄，則說明木塊的表面粗糙，若F₃＜F₄，則說明鐵塊的表面粗糙．
故答案為：（1）接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（2）沒有控制壓力大小、接觸面粗糙程度相同；
（3）拉力大小；拉動木塊做勻速直線運(yùn)動；
（4）將鐵塊疊放在木塊之下，重復(fù)步驟3的實驗，記下彈簧測力計的示數(shù)F₄，比較F₃和F₄的大�。�
若F₃＞F₄，則說明木塊的表面粗糙，若F₃＜F₄，則說明鐵塊的表面粗糙．

點評 本實驗中，要熟知影響滑動摩擦力大小的因素，能運(yùn)用控制變量法和轉(zhuǎn)換法對實驗的過程進(jìn)行分析，并得出結(jié)論，是正確解答的關(guān)鍵．