小明在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,提出了如下猜想:
猜想a:滑动摩擦力的大小与接触面积有关;
猜想b:滑动摩擦力的大小与接触面的压力大小有关;
猜想c:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
为了验证猜想,他利用弹簧测力计、两个完全相同的木块、木板、玻璃板、细线等器材进行了如图甲所示的4次操作。

基础设问
(1)将玻璃板和木板固定,每次操作均用弹簧测力计水平拉动木块做运动,木块受到的滑动摩擦力(选填“大于”“等于”或“小于”)木块受到的拉力。
(2)由图甲中第次和第次实验可知,当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)分析第2、3两次实验可得:其他条件一定时,接触面所受压力越大,滑动摩擦力越。
(4)比较第2次和第3次操作,可验证猜想是否正确;比较第3次和第4次操作,可验证猜想是否正确。(均选填“a”“b”或“c”)
(5)本实验操作过程中最大的困难是。
拓展设问
(6)小雨对实验装置进行了改进,如图乙所示,木板放在水平桌面上,木块叠放在木板上,细线一端连接木块,另一端连接固定的拉力传感器。向右拉动木板,水平细线的拉力大小通过拉力传感器的示数显示。
①实验过程中,(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板。
②小雨用10 N的力匀速拉动木板,此时拉力传感器的示数为4 N,木板受到木块的摩擦力为N,方向为。
③小雨提高拉动木板的速度,重复上述操作,发现传感器的示数不变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与木板的运动速度(选填“有关”或“无关”)。
(7)小明查阅资料发现:物体受到的滑动摩擦力大小与接触面压力大小的比值反映了接触面的粗糙程度,称为动摩擦因数。该实验中木块与玻璃板间的动摩擦因数跟木块与木板间的动摩擦因数之比为。
(8)下列实例中增大摩擦力的方法利用了猜想c的结论的是(选填字母)。
A.骑自行车时用力刹闸让车停下来
B.自行车的轮胎上有凹凸不平的花纹
(9)为测量滚动摩擦力的大小,将小车置于水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动小车做匀速运动,读数时发现弹簧测力计示数很小,无法准确读数,为了解决这一问题,下列方案可行的是。(多选)
A.把接触面更换为毛巾
B.在小车上放适量的钩码
C.用更大的速度拉动小车

(1)匀速直线 等于
(2)1 2
(3)大
(4)b a
(5)很难做到匀速拉动木块
(6)①不需要 ②4 水平向左 ③无关
(7)1:2
(8)B
(9)AB
【解析】(5)在实验过程中,很难做到拉着木块做匀速直线运动。(6)①改进后,木块相对地面静止,拉力传感器的拉力与木块受到的摩擦力为一对平衡力,所以实验过程中,不需要匀速拉动木板;②用10 N的力匀速拉动木板,此时拉力传感器的示数为4 N,木板受到木块的摩擦力为4 N,方向为水平向左;③改变拉动木板的速度而传感器的示数不变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与木板的运动速度无关。(7)根据动摩擦因数的定义,动摩擦因数为物体受到的滑动摩擦力大小与接触面压力大小的比值。第1次操作中木块受到的滑动摩擦力为0.3 N,第2次操作中木块受到的滑动摩擦力为0.6 N,两次接触面压力均等于木块所受重力。所以木块与玻璃板间的动摩擦因数跟木块与木板间的动摩擦因数之比为$\frac{0.3\ \mathrm{N}}{0.6\ \mathrm{N}}=\frac{1}{2}$。(8)猜想c的结论:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。骑自行车时用力刹闸让车停下来是在接触面粗糙程度一定时通过增大压力来增大摩擦,A不符合题意;自行车的轮胎上有凹凸不平的花纹是在压力一定时通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,B符合题意。故选B。(9)把接触面更换为毛巾,接触面粗糙程度变大,滚动摩擦力的大小变大,弹簧测力计示数会变大,方案可行,A正确;在小车上放适量的钩码,压力变大,滚动摩擦力的大小变大,弹簧测力计示数会变大,方案可行,B正确;用更大的速度拉动小车,接触面粗糙程度和压力大小没有改变,滚动摩擦力的大小不变,弹簧测力计示数不变,方案不可行,C错误。故选AB。

【分析】
本题围绕“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验展开，需结合二力平衡、控制变量法等知识分析各设问：
1. 基础设问：
(1) 根据二力平衡原理，当木块做匀速直线运动时，水平方向拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此需匀速拉动木块，此时摩擦力等于拉力。
(2) 验证“压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”，需控制压力相同，改变接触面粗糙程度，第1次（玻璃板，压力为木块重力）和第2次（木板，压力为木块重力）符合条件。
(3) 第2、3次实验，接触面都是木板（粗糙程度相同），压力不同，第3次压力更大，摩擦力更大，说明压力越大，滑动摩擦力越大。
(4) 第2、3次实验，接触面粗糙程度相同，压力不同，验证猜想b（滑动摩擦力与压力有关）；第3、4次实验，压力相同，接触面积不同，验证猜想a（滑动摩擦力与接触面积有关）。
(5) 原实验中，需保持木块匀速直线运动，实际操作中很难做到匀速拉动木块，这是最大困难。
2. 拓展设问：
(6) 图乙装置中，木块相对地面静止，拉力传感器的拉力与木块受到的摩擦力始终平衡，因此不需要匀速拉动木板；传感器示数为4N，说明木块受到的摩擦力为4N，根据力的作用相互性，木板受到木块的摩擦力为4N，木板向右运动，木块对木板的摩擦力阻碍相对运动，方向水平向左；改变木板速度，传感器示数不变，说明滑动摩擦力与速度无关。
(7) 动摩擦因数是滑动摩擦力与压力的比值，第1次（玻璃板）滑动摩擦力0.3N，压力为G；第2次（木板）滑动摩擦力0.6N，压力为G，所以比值为0.3/G : 0.6/G =1:2。
(8) 猜想c是接触面粗糙程度对摩擦力的影响，A是增大压力，B是增大接触面粗糙程度，故选B。
(9) 滚动摩擦力示数小，需增大摩擦力：换毛巾（增大粗糙程度，摩擦力变大）、放钩码（增大压力，摩擦力变大），速度不影响，故选AB。
【解析】
(1) 实验中需用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此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，故滑动摩擦力等于拉力。
(2) 要验证“压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”，需控制压力相同，改变接触面粗糙程度，第1次和第2次实验中，压力均为木块重力，接触面分别为玻璃板和木板，符合控制变量要求。
(3) 第2、3次实验，接触面粗糙程度相同，第3次实验中压力更大，滑动摩擦力为1.2N，大于第2次的0.6N，因此可得：其他条件一定时，接触面所受压力越大，滑动摩擦力越大。
(4) 第2、3次实验，接触面粗糙程度相同，压力不同，可验证猜想b（滑动摩擦力与压力有关）；第3、4次实验，压力相同，接触面积不同，可验证猜想a（滑动摩擦力与接触面积有关）。
(5) 原实验操作中，很难做到匀速拉动木块，导致弹簧测力计示数不稳定，这是最大困难。
(6) ① 图乙中，木块相对地面静止，受力平衡，拉力传感器的拉力等于木块受到的滑动摩擦力，与木板是否匀速运动无关，因此不需要匀速拉动木板；② 传感器示数为4N，说明木块受到的摩擦力为4N，根据力的作用是相互的，木板受到木块的摩擦力为4N；木板向右运动，木块对木板的摩擦力阻碍木板的相对运动，方向水平向左；③ 改变木板运动速度，传感器示数不变，说明滑动摩擦力大小与木板的运动速度无关。
(7) 动摩擦因数μ = f/F压，第1次：μ1 = 0.3N/G；第2次：μ2 =0.6N/G，所以μ1:μ2 = (0.3/G):(0.6/G)=1:2。
(8) 猜想c是“滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关”，A选项是通过增大压力增大摩擦，B选项是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦，符合猜想c。
(9) 要增大滚动摩擦力的示数，需增大摩擦力：A选项换毛巾，增大接触面粗糙程度，滚动摩擦力变大，可行；B选项放钩码，增大压力，滚动摩擦力变大，可行；C选项速度不影响摩擦力，不可行。
【答案】
(1) 匀速直线；等于
(2) 1；2
(3) 大
(4) b；a
(5) 很难做到匀速拉动木块
(6) ①不需要；②4；水平向左；③无关
(7) 1:2
(8) B
(9) AB
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；二力平衡；控制变量法
【点评】
本题全面考查了探究滑动摩擦力影响因素的实验，涵盖基础操作、控制变量法应用、改进实验分析及拓展知识，对学生的实验理解和知识应用能力要求较高，是力学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5