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从考题看摩擦力探究实验的学习天津市宝坻区教研室（301800） 戴军 天津市宝坻区郝各庄中学 刘广全“探究摩擦力大小与哪些因素有关”，是在同学们具备了一定的探究经验后，经历的又一次重要的探究活动。对于此次探究活动，我们应该特别关注什么，达到怎样的目标要求呢？近年的各地中考试题会给我们有益的启示。例1（2006年，青岛市）在“探究摩擦力大小与哪些因素有关”时（如下图1所示），应使木块在弹簧测力计的拉力作用下做_运动，此时拉力与摩擦力是_力。比较_图和_图中的弹簧测力计示数可知，接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大。 图1简析：“探究摩擦力大小与哪些因素有关”时，是用弹簧测力计拉着木块运动，此时木块在水平方向受到弹簧测力计的拉力和水平接触面对它的摩擦力，只有木块匀速运动时，上述的两个力才是一对平衡力，大小相等，从而达到从弹簧测力计的示数知道摩擦力大小的目的。因此在实验中务必要注意：使木块在弹簧测力计的水平拉力作用下做匀速运动。比较甲、乙两图中弹簧测力计示数，可知接触面粗糙程度相同时，摩擦力与压力的关系；比较甲、丙两图中弹簧测力计示数，可知压力相同时，摩擦力与接触面粗糙程度的关系。启示：从此考题可以看出，在探究摩擦力大小与哪些因素有关时，我们应该首先关注实验的原理，在实验中正确、规范地操作；并通过实验数据的分析比较，知道摩擦力和接触面粗糙程度以及压力大小的关系。例2（2005年，广州市）一个物体在另一个物体表面滑动时产生的摩擦力称为滑动摩擦力，滑动摩擦力大小与什么因素有关呢？写出你的两个猜想。启示：从此考题可以看出，对于摩擦力大小与哪些因素有关，我们必须得能针对所提出的问题，依据已有的科学知识、生活经验，通过思考作出猜想和假设。在探究摩擦力大小与哪些因素有关时，进一步体会怎样进行科学的猜想，这是一个应该特别关注之处。例3（2006，广东省）滑动摩擦力大小与压力大小、接触面大小有关吗？请你利用下列实验器材进行探究：量程足够的弹簧测力计一个，重为2N、相同的长方体木块（带钩）两个，长木板一块。请写出实验步骤，并在下面的实验表格横线上填上所缺的内容（表格略）。简析：摩擦力大小是否与压力大小、接触面大小有关，只能一个一个单独研究，而且在研究某一个因素的变化怎样影响摩擦力时，必须保持其他因素不变，否则，就无法知道摩擦力的变化是由哪个因素的变化引起的。因此，在研究摩擦力大小与压力大小的关系时，要控制接触面大小、接触面粗糙程度等情况不变，只改变压力大小；相应地，在研究摩擦力大小与接触面大小的关系时，就要控制压力大小、接触面粗糙程度等情况不变，只改变接触面大小。实验步骤：把一木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数；把一木块侧放在长木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下相应的示数；把两木块叠放在长木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下弹簧测力计的示数。 启示：在制定摩擦力大小与哪些因素有关的探究计划时，我们要进一步认识在研究多因素问题中运用“控制变量法”的意义，能用正确的方法对变量进行控制；在探究过程中能自己设计实验，自己设计表格记录实验数据。在探究过程中体会“控制变量”的意义和“控制”的具体方法，是本次探究活动的重要学习目标。例4（2007年，哈尔滨市）学校实践活动小组同学在利用如图2所示装置探究“滑动摩擦力的大小与什么有关”时，得到如下实验数据： 图2长木板不同表面木块的放置方式弹簧测力计的示数/N一个木块两个木块叠放平滑表面平放1.83.6平放2.93.6粗糙表面平放2.44.8侧放2.44.8（1）你认为表中哪个数据是不合理的，并指出导致数据不合理的原因；（2）请你分析表格中的数据，得出实验结论；（3）许多同学指出了该实验操作方法存在不足，请你利用现有器材进行改进，并叙述改进后有哪些优点。简析：（1）通过比较可以发现，“2.9”的数据明显偏大，不合理。这可能是由于没有匀速拉动木块造成的。（2）由表看出，当一个木块（或两个木块）在粗糙表面的长木板上匀速运动时，不论是平放还是侧放，弹簧测力计的示数均是相等的。由此可知滑动摩擦力大小与接触面积大小无关。由表还可看出，在粗糙表面的长木板上，两个木块匀速运动时弹簧测力计的示数比一个木块匀速运动时弹簧测力计的示数大。由此可知接触面相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。再有，通过分析比较两个木块叠放着，分别在平滑表面长木板、粗糙表面长木板上运动时弹簧测力计的示数，可知压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。（3）在实验操作过程中会发现，拉动木块时既要保证弹簧测力计始终水平，又要使木块匀速运动，操作起来并不容易；同时，木块从开始运动到结束不过十几秒，要在运动着的测力计上读数也并非易事。可做如下改进：保持弹簧测力计和木块不动，只拉动下面的木板运动。如此改进后，使弹簧测力计和木块由原来的动态平衡变为静态平衡，便于观察易于读数，并且也不用要求长木板必须做匀速运动，操作简单了。启示：（1）“对实验数据进行分析处理”、“尝试根据实验现象和数据得出结论”是课程标准的明确要求，在此次探究活动中，我们必须得注意进一步培养收