21.（5分）小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验。

(1)实验要求用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做运动，此时拉力和摩擦力是一对平衡力。
(2)由甲、乙得出结论：，滑动摩擦力越大。
(3)小丽对实验装置进行改动，如图丁所示。实验中，小丽（选填“必须”或“不需要”）匀速拉动长木板。
(4)在图丙中，当弹簧测力计拉着木块和砝码一起加速运动时，画出砝码对木块的作用力。

21. (1)匀速直线 (2)当接触面粗糙程度相同时,压力越大 (3)不需要 (4)
【点拨】本题考查影响滑动摩擦力大小的因素,注意对控制变量法的正确使用以及二力平衡知识的应用,属于基础实验题。
【解析】(1)实验中要求用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动,根据二力平衡原理,当物体做匀速直线运动时,拉力和摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,这样弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小;
(2)甲、乙两次实验,接触面都是木板表面,即接触面粗糙程度相同;乙中木块上增加了砝码,压力增大;对比甲、乙,发现压力越大时,弹簧测力计示数越大,即滑动摩擦力越大,所以得出结论:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)在图丁的装置中,木块相对地面静止,受到的摩擦力与弹簧测力计拉力是一对平衡力,木板的运动状态不影响木块的受力平衡,所以实验中,小丽不需要匀速拉动长木板,便于操作且弹簧测力计示数稳定;
(4)当弹簧测力计拉着木块和砝码一起加速运动时,砝码随木块一起加速,木块对砝码有水平向右的摩擦力,根据力的作用的相互性,砝码对木块有水平向左的摩擦力;同时,砝码受到竖直向下的重力,木块对砝码有竖直向上的支持力,根据力的作用的相互性,砝码对木块有竖直向下的压力,故砝码对木块的作用力有:水平向左的摩擦力f和竖直向下的力F_压,作用点在木块上,如图所示:

【分析】
本题围绕探究滑动摩擦力大小的因素实验展开，需结合二力平衡原理、控制变量法分析各问题：
1. 第一问：要使拉力等于滑动摩擦力，需让木块做匀速直线运动，此时二力平衡；
2. 第二问：对比甲、乙实验，控制接触面粗糙程度相同，改变压力，根据弹簧测力计示数得出压力对滑动摩擦力的影响；
3. 第三问：丁图装置中，木块相对地面静止，受力平衡，与木板是否匀速运动无关，故不需要匀速拉木板；
4. 第四问：砝码随木块加速运动，需分析砝码的受力，再根据力的相互性得出砝码对木块的作用力。
【解析】
(1) 实验中，当弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动时，木块处于平衡状态，水平方向的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小，故此处填“匀速直线”。
(2) 甲、乙两次实验，接触面均为木板表面，粗糙程度相同；乙中木块上增加了砝码，压力更大，弹簧测力计示数更大，说明滑动摩擦力更大。因此结论为：当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
(3) 图丁中，木块始终静止，水平方向受到弹簧测力计的拉力和滑动摩擦力，这两个力始终平衡，与长木板是否匀速运动无关，所以小丽不需要匀速拉动长木板。
(4) 当木块和砝码一起加速运动时，砝码有向右的加速度，木块对砝码有水平向右的摩擦力，根据力的作用是相互的，砝码对木块有水平向左的摩擦力；同时，砝码受到竖直向下的重力，木块对砝码有竖直向上的支持力，根据力的作用相互性，砝码对木块有竖直向下的压力。因此砝码对木块的作用力为水平向左的摩擦力和竖直向下的压力，作用点在木块上，如图所示：
【答案】
(1) 匀速直线
(2) 当接触面粗糙程度相同时，压力越大
(3) 不需要
(4)
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡、力的相互作用
【点评】
本题是探究滑动摩擦力大小因素的基础实验题，重点考查控制变量法的应用、二力平衡原理的理解，以及实验装置改进的分析，需掌握实验核心原理和装置特点，难度适中。
【难度系数】
0.7

22.（5分）茫茫白雪中，体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地上行走，陷入雪中的情景不同，如图1所示，高远同学想：压力的作用效果与哪些因素有关呢？他作出如下猜想：
猜想一：压力的作用效果与压力的大小有关；
猜想二：压力的作用效果与受力面积的大小有关。
为了验证猜想，他选用一个长方体木块、三个相同的砝码及海绵进行探究，实验过程如图2所示。请你完成下列内容：

(1)实验中，他是通过观察来比较压力作用效果的。
(2)根据图2甲、乙两图，可初步得出结论：一定时，越大，压力的作用效果越明显。
(3)如图3甲所示，将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上，用水平向右的推力F缓慢推动长木板，直至图3乙所示的位置。在此过程中，长木板对桌面的压力，压强。（均选填“减小”“不变”或“增大”）

22. (1)海绵的凹陷程度 (2)受力面积 压力 (3)不变 增大
【点拨】本题考查探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验,注意控制变量法的正确使用,属于基础实验题。
【解析】(1)实验中,采用转换法,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果,海绵凹陷程度越大,说明压力作用效果越明显;
(2)图2甲、乙两图,木块与海绵的接触面积(受力面积)相同,乙图中木块上砝码数量更多,即压力更大,海绵的凹陷程度更明显,可初步得出结论:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)长木板放在水平桌面上,对桌面的压力等于长木板自身重力,在推动长木板过程中,长木板重力不变,所以长木板对桌面的压力不变;根据压强公式p=F/S可知,压力不变,推动过程中长木板与桌面的接触面积S减小,所以压强增大。

【分析】
本题围绕压力的作用效果与压强的知识点展开，需结合转换法、控制变量法分析实验，同时利用压强公式分析压强变化。第(1)问通过转换法判断压力作用效果的体现方式；第(2)问对比甲乙两图的变量，结合控制变量法得出结论；第(3)问根据水平面上压力等于重力，结合压强公式分析压强变化。
【解析】
(1)实验中采用转换法，压力的作用效果无法直接观察，通过海绵的凹陷程度来反映，凹陷程度越大，压力作用效果越明显，故填海绵的凹陷程度。
(2)图2甲、乙中，木块与海绵的受力面积相同，乙图中木块上砝码更多，压力更大，且乙图海绵凹陷更明显，因此结论为：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。
(3)长木板放在水平桌面上，对桌面的压力等于自身重力，推动过程中长木板重力不变，所以压力不变；根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，压力$F$不变，推动时长木板与桌面的接触面积$S$减小，因此压强增大。
【答案】
(1)海绵的凹陷程度 (2)受力面积 压力 (3)不变 增大
【知识点】
压力的作用效果、压强
【点评】
本题是基础实验题，考查转换法、控制变量法的应用，以及压力和压强的基本分析，注重对实验方法和核心概念的理解，难度适中。
【难度系数】
0.3