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實驗12 探究影響滑動摩擦力大小的因素

【設計和進行實驗】
1.實驗器材：木塊、砝碼、粗糙程度不同的水平面、彈簧測力計；
2.實驗原理：二力平衡；

3.實驗步驟：
（1）用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿水平長木板滑動，從而測出木塊與長木板之間的滑動摩擦力；
（2）在木塊上放上砝碼，用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿水平長木板滑動，測出此時滑動摩擦力；
（3）換用材料相同但表面粗糙的長木板，保持放在木塊上的砝碼不變，用彈簧測力計勻速拉動木塊，使它沿水平長木板滑動，測出此時的滑動摩擦力大小。
【記錄數據及分析現象】
次數 壓力的大小程度 接觸面粗糙程度 摩擦力（N）
1 小 光滑 2
2 大 光滑 3
3 大 粗糙 4
（1）在這個實驗中，在第1、2次實驗中變量是　接觸面的壓力　，控制的變量是　接觸面的粗糙程度　。得到的結論是：　接觸面的粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大　。
（2）在研究接觸面的粗糙程度對摩擦力大小的影響時，可采用第　2、3 次的實驗結果，得到的結論是：　在接觸面壓力一定時，接觸面粗糙程度越大，滑動摩擦力越大　。滑動摩擦力的大小與壓力的大小與接觸面的粗糙程度有關。
【實驗結論】
滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力大小有關，接觸面受到的壓力越大，滑動摩擦力越大；滑動摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
【實驗方法】
（1）控制變量法：
①探究滑動摩擦力的大小與壓力的關系，控制接觸面的粗糙程度不變，改變物塊
對接觸面的壓力，比較壓力不同時滑動摩擦力的大小關系；
②探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系，控制壓力不變，改變接觸面
粗糙程度，比較接觸面粗糙程度不同時滑動摩擦力的大小關系。
（2）轉換法：通過讀取彈簧測力計的示數來間接測量滑動摩擦力的大小。
【交流與討論】
（1）實驗中要 水平勻速 拉動木塊，使木塊做勻速直線運動，重力和支持力平衡，才能
保證拉力大小等于滑動摩擦力。
（2）滑動摩擦力的大小與運動 速度大小 、 接觸面面積 的大小無關。
【實驗評估】
實驗中很難控制水平勻速拉動彈簧測力計，所以會導致彈簧測力計的示數不穩定。因此，將實驗方案改進如下，對比甲圖，乙圖中無論是否勻速拉動彈簧測力計，都可以保證拉力大小始終等于摩擦力大小。

甲圖 乙圖

【例1】如圖甲、乙、丙是探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗裝置.

甲　　　　　　　乙　　　　 　　　丙

（1）為了測出滑動摩擦力的大小，實驗中應沿 水平 方向拉動使木塊做 勻速直線 運動.
（2）為了得出滑動摩擦力的大小與接觸面所受壓力大小之間的比例關系，某同學利用 甲、乙 兩圖所示的實驗裝置取得的實驗數據如上表所示，請寫出分析表中數據的過程，并寫出得出的結論.
分析過程: 每一組實驗中摩擦力和對應的壓力比值為一個定值 .
結論: 當接觸面粗糙程度相同時,滑動摩擦力大小與接觸面所受壓力大小成正比