Question

14．在“探究滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗中，小明同學(xué)提出了三個猜想：
猜想A：摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)．
猜想B：摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
猜想C：摩擦力的大小與物體運動的速度有關(guān)．
為了驗證這三個猜想，小明同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗：
（1）在實驗中，為了使摩擦力大小等于測力計示數(shù)，小明應(yīng)該用測力計水平方向拉著物體做勻速直線運動．
（2）由圖甲和圖乙兩個實驗可知，摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)．
（3）由圖甲和圖丙兩個實驗可知，摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
（4）為了驗證猜想C是否正確，小明同學(xué)用圖甲裝置進行了三次實驗，實驗記錄如下：

實驗次數(shù)	木塊運動速度（m/s）	測力計示數(shù)（N）
1	0.05	0.6
2	0.10	0.6
3	0.15	0.6

由實驗記錄可知，猜想C是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的．
（5）小明同學(xué)本實驗應(yīng)用的科學(xué)研究方法在初中物理實驗中經(jīng)常用到，請舉一例（寫出實驗名稱）探究動能跟哪些因素有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）滑動摩擦力是產(chǎn)生在物體接觸面上的力，因此，在測量時應(yīng)運用轉(zhuǎn)換法，通過二力平衡的原理，借助彈簧測力計的拉力將其測出．因此，在拉動木塊時要求沿水平方向做勻速直線運動，使拉力與摩擦力成為一對平衡力；
（2）根據(jù)影響摩擦力大小的兩個因素，結(jié)合控制變量法，可對圖甲、圖乙中的變量和控制量進行分析；
（3）圖甲、圖丙中的變量是接觸面，而控制量是壓力的大小，據(jù)此進行分析；
（4）從數(shù)據(jù)中觀察速度的大小是否對彈簧測力計的拉力構(gòu)成了影響，從而判斷猜想C是否成立；
（5）物理學(xué)中，在研究一個量與多個變量之間的關(guān)系時，往往要先控制某些量，每次只研究與其中一個變量的關(guān)系，這就是控制變量法．

解答 解：
（1）因為只有木塊做勻速直線運動時，摩擦力和拉力才是一對平衡力，它們的大小才會相等，因此，實驗中應(yīng)用彈簧測力計拉著物體做勻速直線運動；
（2）影響滑動摩擦力的因素有壓力的大小和接觸面的粗糙程度，三次實驗中，圖甲和圖乙的實驗符合接觸面的粗糙程度相同，壓力不同的實驗條件，能說明摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)；
（3）圖甲和圖丙的實驗相比較，兩次的壓力相同，只是改變了接觸面的粗糙程度，而拉力的大小不同，因為可說明摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)；
（4）從表格中的數(shù)據(jù)可以看出，三次實驗中木塊運動的速度越來越大，而拉力的大小卻始終不變，因此可證明，猜想C是錯誤的，即摩擦力的大小與運動的速度無關(guān)；
（5）本實驗中，分別探究了摩擦力與壓力大小和接觸面粗糙程度，以及與物體運動速度多個變量之間的關(guān)系，運用的是控制變量的方法；
控制變量法的實驗：①探究電壓、電流與電阻的關(guān)系；②探究動能跟哪些因素有關(guān)；③探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律；④研究影響電磁鐵磁性強弱的因素．
故答案為：（1）勻速直線；（2）甲；乙；（3）接觸面的粗糙程度；（4）錯誤；（5）探究動能跟哪些因素有關(guān)．

點評 本實驗中初中物理中較為典型的探究實驗之一，主要運用了轉(zhuǎn)換法和控制變量的研究方法，這是實驗成功的基礎(chǔ)，也是我們應(yīng)該熟練掌握的實驗技能．同時，二力平衡條件的運用、對實驗結(jié)論的正確分析，也是我們應(yīng)該從這類實驗題中應(yīng)該學(xué)到的．