实验：研究影响滑动摩擦力大小的因素

命题要点：

1. 用弹簧测力计水平拉动物块，使其做匀速直线运动，根据二力平衡可知，滑动摩擦力的大小等于拉力的大小[2019.18(1)第1空，2012.19(1)]

2. 弹簧测力计的使用及读数

(1)原理：在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越_______.

(2)看清它的量程和分度值.图中弹簧测力计的量程为_______N.0～1 N之间有5小格，分度值为_______.

(3)检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上,如果不在，需要调零.

3. 控制变量法的应用

(1)探究滑动摩擦力的大小与压力的关系：控制接触面的粗糙程度不变，改变物块对接触面的压力，比较压力不同时滑动摩擦力的大小关系；

(2)探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系：控制压力不变，改变接触面粗糙程度，比较接触面粗糙程度不同时滑动摩擦力的大小关系；

(3)探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系：将同一物块以不同的方式分别放在同一长木板上，测出不同情况下的滑动摩擦力

4. 实验方案补充及设计：根据控制变量法的要求进行

5. 根据实验数据绘制图像

6. 分析现象和数据，总结实验结论

7. 实验存在的不足

(1)难以控制木块做匀速直线运动，导致弹簧测力计示数不稳定；

(2)弹簧测力计在运动中读数不方便，误差较大

8. 实验改进的优点(如下图)：①不需要控制木板做匀速直线运动，便于操作；②弹簧测力计示数稳定，便于读数

9. 实验方案评估

(1)实验中弹簧测力计的示数不稳定的原因：①没有匀速拉动；②接触面的粗糙程度不均匀；

(2)得出“物块运动的速度越大，滑动摩擦力越大”的错误结论的原因：物块做变速运动时，弹簧测力计的示数并不等于摩擦力的大小

(3)判断实验操作与结论是否正确

10. 滑动摩擦力大小的判断

(1)物体在相同水平面做加速、减速运动时：滑动摩擦力大小不变；

(2)只改变接触面积：滑动摩擦力大小不变

实验结论：①接触面所受的压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大；②滑动摩擦力的大小与相对运动速度、接触面面积等无关．

针对训练：

小明同学在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，提出以下猜想：

猜想一：滑动摩擦力大小与物体运动速度有关

猜想二：滑动摩擦力大小与接触面所受压力有关

猜想三：滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关

猜想四：滑动摩擦力大小与接触面积有关

小明通过如图所示的实验验证猜想，木块各个表面的粗糙程度相同，测得的数据如下表：

回答下列问题：

(1)实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，其目的是使滑动摩擦力的大小________弹簧测力计的示数．

(2)为验证猜想一，小明同学用弹簧测力计沿水平方向拉着木块，以不同的速度在木板上做匀速直线运动时，弹簧测力计示数相同，说明滑动摩擦力的大小与物体运动的速度________．

(3)分析________三组实验数据可验证猜想二，可得到的结论是：在接触面粗糙程度相同时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力__________．

(4)分析1、4、5三组实验数据，小明同学得出结论：__________________________________________________

(5)小明同学在探究猜想四时，将木块切去一半，重复甲的操作过程，如图丁所示，再比较图甲和图丁两次实验弹簧测力计示数大小，你认为他的实验过程是________(选填“正确”或“不正确”)的，原因是

__________________________________________________．

(6)小明查阅资料知：木块受到的摩擦力f与接触面受到的压力F的关系是f＝μF，则在实验中木块在木板上匀速运动时μ＝________．

(7)实验过程中，若将木块由平放改为竖直放置，则用弹簧测力计拉动木块匀速运动时，弹簧测力计的示数将________，若在实验过程中，木块运动时的拉力突然变大，使木块加速运动，此时滑动摩擦力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)．

(8)小明发现，弹簧测力计不沿水平方向拉动时，也可使物块在长木板上沿水平方向做匀速直线运动，此时物块处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态；物块受到的拉力和滑动摩擦力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力．

(9)某同学对实验装置进行改进，如图2所示，实验中________(选填“一定要”或“不需要”)匀速拉动小车，小车运动过程中木块受到小车的摩擦力大小为________N．此装置中定滑轮的作用是_________________．