1 [2024 山东淄博期中,中]如图是小明研究"影响滑动摩擦力大小的因素"的实验装置。

(1)实验中为测得滑动摩擦力的大小,需要用弹簧测力计水平拉着木块做运动。
(2)为了验证滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,需要比较两图,可得出:压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力。
(3)在图甲实验中,小明开始拉木块时,他的水平拉力逐渐增大,但木块仍静止,此过程中弹簧测力计的示数在变大,那么这一过程中木块受力(填"平衡"或"不平衡"),木块所受的摩擦力(填"变大""变小"或"不变");水平匀速直线拉动木块时,木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,当沿水平方向由匀速拉动木块改为加速拉动时,木块所受摩擦力(填"变大""变小"或"不变")。
(4)测量时,如果不小心使弹簧测力计向右上方倾斜,则木块受到的滑动摩擦力会(填"变大""变小"或"不变")。

1. (1)匀速直线 (2)乙、丙 越大 (3)平衡
变大 不变 (4)变小 【解析】(1)实验中
用弹簧测力计水平拉着木块做匀速直线运
动,此时木块受力平衡,根据二力平衡的知识
可知,此时木块所受摩擦力的大小等于弹簧
测力计拉力的大小,即等于弹簧测力计的示
数。(2)为了验证滑动摩擦力大小与接触面
的粗糙程度有关,需控制压力大小一定,改变
接触面的粗糙程度,故应比较乙、丙两图;可
得出:压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动
摩擦力越大。(3)虽然水平拉力逐渐增大,但
是木块始终处于静止状态,所以木块受力平
衡,由于拉力在变大,所以摩擦力也在变大;
当沿水平方向由匀速拉动木块改为加速拉动
时,压力不变,接触面粗糙程度不变,所以木
块所受摩擦力不变。(4)测量时,如果不小心
使弹簧测力计向右上方倾斜,则木块对木板
的压力减小,接触面粗糙程度不变,则木块受
到的滑动摩擦力会变小。

【分析】
这是一道探究滑动摩擦力影响因素的常规实验题，解题时可以按照以下思路逐步推导：
1. 第一问从实验原理二力平衡出发，要让拉力和滑动摩擦力大小相等，必须让木块处于平衡状态，水平方向只受拉力和摩擦力，因此需要木块做匀速直线运动。
2. 第二问用到控制变量法，验证滑动摩擦力和接触面粗糙程度的关系，就必须固定压力这个变量不变，只改变接触面粗糙程度，对应找压力相同、接触面不同的两组实验，再结合弹簧测力计示数的大小推导结论。
3. 第三问先根据运动状态判断受力情况：静止属于平衡状态，受力一定平衡，静摩擦力大小随拉力同步变化；而滑动摩擦力只由压力和接触面粗糙程度决定，和运动速度无关，加速时两个影响因素都没变化，摩擦力自然不变。
4. 第四问分析斜拉的情况：斜向上的拉力会分担一部分竖直方向的力，导致木块对接触面的压力减小，粗糙程度不变的情况下滑动摩擦力就会变小。
【解析】
(1) 实验的核心原理是二力平衡，当用弹簧测力计水平拉着木块做匀速直线运动时，木块水平方向受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，此时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小。
(2) 验证滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，根据控制变量法，需要控制压力大小完全相同，改变接触面粗糙程度，乙、丙两图中木块上方都放置了相同的砝码，压力相等，接触面分别为木板和棉布，粗糙程度不同，因此选择乙、丙两图对比；对比示数2.0N＜2.2N，可得出结论：压力大小相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
(3) 木块始终保持静止，属于平衡状态，因此木块受力平衡；静止时木块受到的静摩擦力与拉力是平衡力，拉力逐渐增大，因此静摩擦力也随之变大；改为加速拉动木块时，木块对接触面的压力大小不变，接触面粗糙程度也没有改变，滑动摩擦力仅由这两个因素决定，因此木块所受的滑动摩擦力大小不变。
(4) 弹簧测力计向右上方倾斜时，拉力存在竖直向上的分力，会减小木块对接触面的正压力，接触面粗糙程度不变，因此木块受到的滑动摩擦力会变小。
【答案】
(1)匀速直线 (2)乙、丙 越大 (3)平衡 变大 不变 (4)变小
【知识点】
二力平衡、滑动摩擦力影响因素、控制变量法
【点评】
本题围绕滑动摩擦力探究实验展开，覆盖了实验操作原理、控制变量法的应用、静摩擦力和滑动摩擦力的变化规律等核心考点，易错点集中在加速拉动时摩擦力的判断、斜拉时摩擦力的变化分析，需要明确滑动摩擦力只由压力和接触面粗糙程度决定，和运动速度、拉力的水平分量大小没有直接关系，避免形成“拉力多大摩擦力就多大”的错误思维。
【难度系数】
0.6

2 [2025 广东深圳期末,中]为迎战体育节拔河比赛,同学们走进实验室进行科学探究,商讨比赛策略。
【理论分析】
(1)双方受力分析:每队都受到绳子的拉力、地面对人的摩擦力、自身重力及地面的支持力。比赛中两队僵持时,两队对绳子的拉力大小(填"相等"或"不相等")。
(2)决定输赢的关键:比赛双方受到地面的摩擦力方向指向(填"自己一方"或"对手方"),为赢得比赛,应穿防滑性好的鞋子。
【提出问题与猜想假设】
为探究鞋子受到的滑动摩擦力与哪些因素有关,小明进行猜想:可能与鞋底材质、鞋底花纹、压力大小和接触面材质有关。
【进行实验与收集证据】
用弹簧测力计拉着鞋子在水平面上做匀速直线运动。小明经过多次实验,得到如下表所示的数据。已知:A鞋重3 N,B鞋重4 N,两种鞋鞋底的材质相同但花纹不同。

【实验结论】
(3)由实验①②③可知,鞋子受到的滑动摩擦力与有关。
(4)由实验③④⑤可知,其他条件一定时,越大,鞋子受到的滑动摩擦力越大。
(5)由实验③和⑥可知,鞋子受到的滑动摩擦力与鞋底花纹有关。
【交流评估】
(6)依据【实验结论】(4),请提出一条赢得拔河比赛的策略:。
(7)小美同学认为【实验结论】(5)不科学,原因是。

2. (1)相等 (2)自己一方 (3)接触面材质
(4)压力 (6)选择体重大的同学(合理即
可) (7)没有控制压力大小相同
【解析】(1)比赛进入僵持阶段时,两队对绳子
的拉力是一对平衡力,大小相等;(2)在比赛
过程中,比赛双方受到地面的摩擦力方向与
受到绳子的拉力方向相反,故比赛双方受到
地面的摩擦力方向指向自己一方;(3)由表中
序号为①②③的数据可知,其他条件相同,接
触面材质不同时,鞋子受到的滑动摩擦力不
同,即鞋子受到的滑动摩擦力与接触面材质
有关;(4)由表中序号为③④⑤的实验数据可
知,其他条件一定时,压力越大,鞋子所受滑
动摩擦力越大;(6)拔河比赛中需要增大队伍
与地面之间的摩擦,由【实验结论】(4)可
知,其他条件一定时,压力越大,滑动摩擦力
越大,则比赛中应选择体重大的同学;(7)探
究鞋子受到的滑动摩擦力与鞋底花纹的关系
时,应控制其他条件相同,鞋底花纹不同,实
验③⑥中鞋子的重力大小不同,即没有控制
压力大小相同。

【分析】
我们可以按问题顺序逐步梳理思路：
1. 第(1)问：两队僵持时绳子处于静止的平衡状态，水平方向仅受两队的拉力，符合二力平衡的条件，因此两个拉力大小相等。
2. 第(2)问：拔河时人受到绳子的拉力指向对手方，脚相对于地面有向对手方向滑动的趋势，摩擦力会阻碍这个相对运动趋势，因此摩擦力方向指向自己一方。
3. 第(3)问：对比实验①②③，使用的是同一只A鞋，压力、鞋底属性完全一致，仅接触面的材质不同，测得的滑动摩擦力不同，由此可判断对应的影响因素。
4. 第(4)问：对比实验③④⑤，接触面材质、鞋底属性都完全相同，仅总压力逐渐变大，滑动摩擦力也同步增大，即可得到对应的规律。
5. 第(6)问：结合压力越大滑动摩擦力越大的结论，拔河需要增大人与地面的摩擦力，就可以从增大总压力的角度提出可行策略。
6. 第(7)问：探究滑动摩擦力和鞋底花纹的关系时，必须保证除花纹外的所有变量都相同，对比实验③和⑥，两只鞋的重力不同，也就是压力不同，没有满足控制变量的要求，因此结论不科学。
【解析】
(1) 比赛进入僵持阶段时，绳子保持静止，处于平衡状态，水平方向上两队对绳子的拉力是一对平衡力，因此两队对绳子的拉力大小相等。
(2) 比赛过程中，人受到绳子的拉力方向指向对手方，脚相对于地面有向对手方滑动的趋势，地面对脚的摩擦力阻碍该相对运动趋势，因此双方受到地面的摩擦力方向指向自己一方。
(3) 实验①②③中，其他条件完全相同，仅接触面材质不同，鞋子受到的滑动摩擦力不同，说明鞋子受到的滑动摩擦力与接触面材质有关。
(4) 实验③④⑤中，接触面材质、鞋底情况都保持一致，仅接触面受到的压力逐渐增大，滑动摩擦力也随之增大，因此可得：其他条件一定时，压力越大，鞋子受到的滑动摩擦力越大。
(6) 根据压力越大滑动摩擦力越大的规律，拔河比赛需要增大队伍与地面的摩擦力，因此可以选择体重大的同学参赛，通过增大总压力来增大摩擦力。
(7) 探究滑动摩擦力与鞋底花纹的关系时，需要控制压力大小、接触面材质等其他变量完全相同，仅鞋底花纹不同。但实验③中A鞋重力为3N，实验⑥中B鞋重力为4N，两个实验的压力大小不相等，没有控制压力大小相同，因此得出的结论不科学。
【答案】
(1)相等 (2)自己一方 (3)接触面材质 (4)压力 (6)选择体重大的同学(合理即可) (7)没有控制压力大小相同
【知识点】
二力平衡条件，滑动摩擦力影响因素，控制变量法
【点评】
本题结合拔河比赛的真实生活场景，将力学基础规律和实验探究结合起来，重点考察控制变量法在滑动摩擦力探究实验中的应用，同时引导学生学会用物理知识解决实际问题，易错点是第(7)问的变量判断，容易忽略两只鞋重力不同导致压力不相等的问题。
【难度系数】
0.6