19.在探究“滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”時(shí),小明同學(xué)提出了以下幾種猜想:(本題中長方體木塊六個(gè)面的粗糙情況相同)
A.與接觸面間的壓力大小有關(guān);
B.與接觸面的粗糙程度有關(guān);
C.與接觸面積的大小有關(guān).
(1)實(shí)驗(yàn)中彈簧測力計(jì)應(yīng)沿水平方向拉動(dòng)長方體木塊,使木塊在木板(或毛巾、棉布)表面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡知識(shí)可知,這時(shí)滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測力計(jì)的示數(shù);
(2)為了驗(yàn)證以上猜想是否正確,小明同學(xué)利用如圖所示裝置及有關(guān)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
         實(shí)驗(yàn)條件
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
木塊的
放置情況
接觸面
材料
壓力
/N
彈簧測力計(jì)
示數(shù)/N
1平放木塊與木板81.6
2平放木塊與木板122.4
3平放木塊與木板163.2
4側(cè)放木塊與木板163.2
5豎放木塊與木板163.2
6平放木塊與棉布82.4
7平放木塊與毛巾84.0
①通過1、2、3三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,可得出的結(jié)論是當(dāng)接觸面的粗糙程度一定時(shí),物體對接觸面間的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大.
②分析1、6、7(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系;
③通過3、4、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,可知滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小無關(guān);
(3)若在第1次實(shí)驗(yàn)中用3 N的力水平拉動(dòng)木塊,則木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為1.6N;
(4)實(shí)驗(yàn)中,另一實(shí)驗(yàn)小組的小紅同學(xué)在探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小關(guān)系時(shí),將木塊沿水平方向截去一半后,測得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉硪话�,原因是接觸面間的壓力也減小了一半.她將水平方向截去一半后的木塊豎直放置,測得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力也為原來一半.由(4)中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn),你的結(jié)論是:當(dāng)接觸面的粗糙程度和物體對接觸面間的壓力都一定時(shí),滑動(dòng)摩擦力與接觸面積的大小無關(guān).

分析 (1)探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,彈簧測力計(jì)顯示拉力大小,要使滑動(dòng)摩擦力等于拉力,需要保持木塊進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng).這種方法間接通過拉力大小間接得到滑動(dòng)摩擦力大�。畡蛩僦本€運(yùn)動(dòng)的物體受到平衡力作用,根據(jù)二力平衡條件進(jìn)行判斷;
(2)①分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與滑動(dòng)摩擦力的大小得出結(jié)論.
②要驗(yàn)證猜想B、與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān),應(yīng)控制接觸面的面積與壓力大小相同而物體間接觸面的粗糙程度不同,分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),找出符合要求的實(shí)驗(yàn)序號(hào).
③通過3、4、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量分析答題;
(3)滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān),當(dāng)壓力不變,接觸面粗糙程度不變時(shí),滑動(dòng)摩擦力大小是不變的;
(4)探究摩擦力與接觸面面積的關(guān)系時(shí),應(yīng)控制接觸面粗糙程度與物體間的壓力相同而接觸面的面積不同;要探究滑動(dòng)摩擦力和接觸面積的關(guān)系,就要采用控制變量法控制壓力和接觸面的粗糙程度一定.

解答 解:
(1)測摩擦力時(shí),要沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊,只有這樣水平方向上的拉力和摩擦力才是一對平衡力,根據(jù)二力平衡知識(shí),摩擦力才等于彈簧測力計(jì)的示數(shù);
(2)①通過1、2、3三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,物體間接觸面積與物體間接觸面的粗糙程度相同同,壓力大小不同,滑動(dòng)摩擦力不同,壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大,由此可知,當(dāng)接觸面的粗糙程度一定時(shí),物體對接觸面間的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
②由表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)為1、6、7的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,物體間接觸面積與壓力大小相同,物體間接觸面的粗糙程度不同,滑動(dòng)摩擦力不同,接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大,由此可知,滑動(dòng)摩擦力與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān),可以驗(yàn)證猜想B;
③要驗(yàn)證滑動(dòng)摩擦力與接觸面的大小有關(guān),應(yīng)控制物體間接觸面的粗糙程度、物體間的壓力相同而接觸面積不同,由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,3、4、5的數(shù)據(jù)符合要求,因此根據(jù)表中信息能驗(yàn)證猜想C,且可得摩擦力大小與接觸面積大小無關(guān);
(3)進(jìn)行第1次實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧測力計(jì)拉力是1.6N,所以滑動(dòng)摩擦力大小是1.6N,如果用3N的力水平拉動(dòng)木塊,壓力大小不變,接觸面粗糙程度不變,所以滑動(dòng)摩擦力保持1.6N不變;
(4)小紅將木塊沿豎直方向截去一半后,沒有控制物體間的壓力不變,接觸面間的壓力也減小了一半,因此他得出的結(jié)論是錯(cuò)誤的;
要探究滑動(dòng)摩擦力的大小和接觸面積的關(guān)系就要采用控制變量法控制壓力的接觸面的粗糙程度一定,將水平方向截去一半后的木塊豎直放置,接觸面間的壓力也減小了一半,故測得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力也為原來一半,由(4)中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn),你的結(jié)論是:當(dāng)接觸面的粗糙程度和物體對接觸面間的壓力都一定時(shí),滑動(dòng)摩擦力與接觸面積的大小無關(guān).
故答案為:(1)水平;   勻速;   二力平衡;(2)①當(dāng)接觸面的粗糙程度一定時(shí),物體對接觸面間的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;②1、6、7;③接觸面積的大�。�
(3)1.6;(4)接觸面間的壓力也減小了一半;當(dāng)接觸面的粗糙程度和物體對接觸面間的壓力都一定時(shí),滑動(dòng)摩擦力與接觸面積的大小無關(guān).

點(diǎn)評 能否正確使用控制變量法進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)是解答此題的關(guān)鍵,同時(shí)要學(xué)會(huì)利用二力平衡的條件間接測出摩擦力的方法.

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猜想二:浮力的大小與物體沉沒在液體中的深度有關(guān);
猜想三:浮力的大小與液體的密度有關(guān).
(1)小麗利用彈簧測力計(jì)測出銅塊的重力如圖中A所示,銅塊的重力為2.6N.
(2)將銅塊部分浸入水中,由B圖中所示的示數(shù)可知此時(shí)銅塊所受的浮力為0.6N.
(3)比較B、C(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))兩次實(shí)驗(yàn),可驗(yàn)證猜想一是否正確;比較C和D兩次實(shí)驗(yàn),可知猜想二是錯(cuò)誤的.(“正確”或“錯(cuò)誤”)
(4)小麗通過D、E兩次實(shí)驗(yàn),得出浮力的大小與液體的密度有(“有”或“無”)關(guān).小紅認(rèn)為利用B、E兩次實(shí)驗(yàn)也可得出相同的結(jié)論,你認(rèn)為她的做法正確嗎?不正確(“正確”或“不正確”),原因是
這兩種情況中物體排開液體的體積不同.

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