Question

在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”时，小明同学根据自己推箱子时，箱子越重，推起来越费力，提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面受到的压力有关”的猜想；小华同学根据自己推箱子时，地面越粗糙，推起来越费力，提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想．如下图是验证他们猜想的实验装置图．
①小明同学为了完成他自己的探究应按

乙

、

丙

两图进行．
②若小明选用正确的实验装置进行实验得到下表所记录的实验数据，请根据数据在所给坐标中作出摩擦力的大小f与接触面受到的压力大小N之间的关系图象．

N/N	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
F/N	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2

③根据图象可以得出f与N的关系是

接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力大小与压力成正比

．
④小明和小华同学在实验中都应使木块做

匀速直线

运动．
⑤探究此实验问题时，小红设计了和他们不一样的实验，如图实验时只要拖动长木板读出弹簧力计的示数，即可测出木块和木板之间的摩擦力．小明和小华看了小红的实验后，认为小红设计的实验优于自己设计的实验．对此你能说出其中的原因吗？

木板不一定要做匀速直线运动（或弹簧测力计保持静止，便于读数）

．

Answer 1

分析：①要解决此题，需要掌握控制变量法．滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以要探究滑动摩擦力大小与其中一个力之间的关系，需要控制另一个量不变．
②在作图时，首先根据表格中的数据描点，然后将各点用平滑的曲线连接起来．
③分析图象，观察摩擦力大小与压力大小的变化情况，得出摩擦力大小与压力之间的关系．
④掌握二力平衡条件的应用，在实验中拉动小车做匀速直线运动，此时小车受力平衡，摩擦力与拉力大小相等．
⑤滑动摩擦力的大小通过弹簧测力计的示数体现，根据二力平衡的知识，只有物体做匀速直线运动时，摩擦力才等于弹簧测力计的拉力，因此必须控制木块做匀速直线运动，而木块做匀速直线运动是不容易控制的．

解答：解：①小明认为提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面受到的压力有关”的猜想，所以在实验中要控制接触面的粗糙程度相同，压力的大小不同，符合条件的是甲、丙两图．
故答案为：乙；丙．
②图象中横坐标表示压力，纵坐标表示摩擦力，根据表格中数据进行描点，并用平滑的曲线连接起来，如图

③通过图象，摩擦力与压力大小关系是一条上升的直线，所以可以得出接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力大小与压力成正比．
故答案为：接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力大小与压力成正比．
④在此实验中，为使摩擦力大小与拉力相等，需要拉动小车做匀速直线运动．
故答案为：匀速直线．
⑤小明的设计必须保证木块做匀速直线运动，根据二力平衡的知识，摩擦力的大小才等于弹簧测力计的拉力，但是很难让木块保持匀速直线运动状态，导致了弹簧测力计的示数不稳定．小红的设计中无论长木板是否做匀速直线运动，木块都处于静止状态，根据二力平衡的条件，拉力等于摩擦力，而且无论拉木板速度多少，摩擦力都一样，不改变摩擦力大小，所以容易读数．
故答案为：木板不一定要做匀速直线运动（或弹簧测力计保持静止，便于读数）．

点评：探究摩擦力的实验一般从两个方面进行考查：
①控制变量法研究实验的步骤，抓住变量和不变量；
②实验中要求拉动木块做匀速直线运动的原因，以及实验的改进方法．