Question

在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的过程中，一些同学作出了以下猜想：
猜想A：滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关；
猜想B：滑动摩擦力的大小可能与接触面的压力大小有关；
猜想C：滑动摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两物体间接触面积的大小有关．
为了检验上述有关猜想是否正确，某同学选用了一块底面与各个侧面粗糙程度均相同的长方体木块，并设计了以下实验方案：
步骤1：把长方体木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动，读出这时弹簧测力计的读数（如图所示）

步骤2：在长方体木块上放上砝码（如图5-7所示），用弹簧测力计水平拉木块，使砝码与木块一起沿直线匀速运动，比较“步骤2”与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小；

步骤3：在水平长木板上铺上一层棉布，把木块平放在棉布上（不加砝码），用弹簧测力计平拉木块沿直线匀速滑动（如图所示），比较“步骤3”与“步骤1”中的弹簧测力计读数的大小．

（1）当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的读数．为什么？因为弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动，所以弹簧测力计对木块的拉力与木块和木板面之间的摩擦力是一对平衡力，大小相等．
（2）“步骤2”的设计目的，是为了检验上述猜想（A、B、C）中的哪一个？（______）
（3）在“步骤2”中，若木块上方砝码的重为0.5N，当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，则砝码与木块间摩擦力的大小是（______）
A、大于0.5N      B、大于零但小于0.5N      C、等于0.5N      D、等于零
（4）为了检验“猜想C”是否正确，可在上述实验基础上再增加一个步骤，写出你所设计的这一实验步骤．

Answer

滑动摩擦力在物体的接触面上，所以摩擦力的大小无法直接测量，可借助于平衡力的条件，将摩擦力的大小转化成测力计示数的大小进行测量；同时由猜想可知滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度、压力的大小、接触面积的大小等有关，因此在分析实验结论和设计实验步骤时应使用控制变量的方法．
【解析】
（1）当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，木块在水平方向上受摩擦力和拉力的作用，二者是一对平衡力，
所以滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的读数．
（2）“步骤2”与“步骤1”相比，其接触面的粗糙程度相同，但二者的压力大小不同，所以“步骤2”的设计目的，是
为了检验猜想B．
（3）当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，砝码也处于匀速直线运动状态，砝码在水平方向上处于平衡状态，
因砝码在水平方向上不受拉力的作用，所以砝码与木块间摩擦力的大小是0N，故选D．
（4）为了检验滑动摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两物体间接触面积的大小有关．可把长方体木块侧（或竖）放在水
平放置的长木板上．用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动，比较“步骤4”与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小．
故答案为：（1）因为弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动，所以弹簧测力计对木块的拉力与木块和木板面之间的摩擦力是
一对平衡力，大小相等．
（2）猜想B．
（3）D．
（4）把长方体木块侧（或竖）放在水平放置的长木板上．用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动，比较“步骤4”
与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小．