Question

小李和小王同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)研究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)．他們用彈簧測(cè)力計(jì)、一塊長(zhǎng)木板、及若干塊大小和形狀都相同的長(zhǎng)方體金屬塊和木塊做實(shí)驗(yàn)．金屬塊和木塊的長(zhǎng)、寬、高分別為10厘米、3厘米和2厘米，它們各自各個(gè)面的光滑程度均相同，但金屬塊表面較光滑，木塊表面較粗糙，每塊金屬塊和木塊的重力分別為3牛和0.4牛．實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們用不同的放置方法把金屬塊（或木塊）放在長(zhǎng)木板上，并用彈簧秤拉動(dòng)它在長(zhǎng)木板上沿水平方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)過程及記錄數(shù)據(jù)如表一，表二和表三所示．
表一　 金屬塊放在長(zhǎng)木板上

次數(shù)	放置方法	接觸面積（厘米2）	壓力（牛）	彈簧秤示數(shù)（牛）
1	三塊疊加平放	30	9	2.7
2	二塊疊加平放	30	6	1.8
3	一塊平放	30	3	0.9

表二　 木塊放在長(zhǎng)木板上

次數(shù)	放置方法	接觸面積（厘米2）	壓力（牛）	彈簧秤示數(shù)（牛）
4	三塊疊加平放	30	1.2	0.6
5	二塊疊加側(cè)放	20	0.8	0.4
6	一塊豎放	6	0.4	0.2

表三　 木塊放在長(zhǎng)木板上

次數(shù)	放置方法	接觸面積（厘米2）	壓力（牛）	彈簧秤示數(shù)（牛）
7	一塊平放	30	0.4	0.2
8	一塊側(cè)放	20	0.4	0.2
9	一塊豎放	6	0.4	0.2

（1）根據(jù)小李和小王的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可判斷他們?cè)谘芯炕瑒?dòng)摩擦力的大小與________的關(guān)系．
（2）小李根據(jù)表一中的實(shí)驗(yàn)次數(shù)1、2、3，得出的初步結(jié)論是：當(dāng)接觸面積和粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．你認(rèn)為小李的結(jié)論是________（選填“錯(cuò)誤”、“合理但結(jié)論不完整”或“合理且結(jié)論完整”）．
（3）小李和小王根據(jù)表二或表三中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別得出初步結(jié)論：小王認(rèn)為根據(jù)表二數(shù)據(jù)可知滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積有關(guān)，接觸面積越大，滑動(dòng)摩擦力越大．而小李認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積無關(guān)．你認(rèn)為________（選填“小王”或“小李”）的初步結(jié)論是錯(cuò)誤的，理由是________．
（4）請(qǐng)進(jìn)一步綜合分析比較各表中彈簧秤示數(shù)和壓力的比值關(guān)系，可初步得出結(jié)論：
（a）________；
（b）________．

Answer 1

解：（1）綜合分析三個(gè)表中的數(shù)據(jù)，不難發(fā)現(xiàn)，小李和小王在研究滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間的壓力、接觸面積以及粗糙程度的關(guān)系；
（2）小李的結(jié)論合理但結(jié)論不完整，應(yīng)為當(dāng)接觸面積和粗糙程度相同時(shí)，壓力與滑動(dòng)摩擦力成正比，或者壓力與滑動(dòng)摩擦力比值為定值；
（3）實(shí)驗(yàn)中采用的是控制變量法，當(dāng)研究摩擦力與接觸面的大小關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制壓力和接觸面的粗糙程度相同，小明在分析數(shù)據(jù)時(shí)沒有考慮到，顯然是錯(cuò)誤的；
（4）進(jìn)一步綜合分析比較各表中彈簧秤示數(shù)和壓力的比值關(guān)系，可以得出兩條結(jié)論：表面光滑程度相同的物塊，滑動(dòng)摩擦力大小與壓力的比值是一個(gè)定值；物塊表面越光滑（粗糙），滑動(dòng)摩擦力大小與壓力的比值越�。ㄔ酱螅�．
故答案為：
（1）物體間的壓力、接觸面積以及粗糙程度；
（2）合理但結(jié)論不完整；
（3）小王、小王在研究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積大小的關(guān)系時(shí)，沒有控制壓力保持不變；
（4）（a）表面光滑程度相同的物塊，滑動(dòng)摩擦力大小與壓力的比值是一個(gè)定值；
（b）物塊表面越光滑（粗糙），滑動(dòng)摩擦力大小與壓力的比值越�。ㄔ酱螅�．
分析：（1）①實(shí)驗(yàn)次數(shù)1、2、3控制的是接觸面積和粗糙程度，改變的壓力，研究摩擦力與壓力大小的關(guān)系；
②實(shí)驗(yàn)次數(shù)7、8、9控制的是壓力和粗糙程度，改變的是接觸面積，研究摩擦力與接觸面積大小的關(guān)系；
③分析比較表一和表二的數(shù)據(jù)，可以看出接觸面越粗糙，摩擦力越大，研究摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系
（2）分析表一中實(shí)驗(yàn)次數(shù)1、2、3，小李的結(jié)論合理但結(jié)論不完整，應(yīng)為當(dāng)接觸面積和粗糙程度相同時(shí)，壓力與滑動(dòng)摩擦力比值為定值；
（3）研究摩擦力與接觸面的大小關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制壓力和接觸面的粗糙程度相同；
（4）根據(jù)三個(gè)表中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)與壓力的比值，結(jié)合接觸面的粗糙程度，就會(huì)得出正確的結(jié)論．
點(diǎn)評(píng)：（1）本題通過三組數(shù)據(jù)探究影響摩擦力大小的因素，考查學(xué)生分析數(shù)據(jù)，歸納結(jié)論的能力；
（2）運(yùn)用控制變量法研究的實(shí)驗(yàn)，相同因素和不同因素，要學(xué)會(huì)區(qū)分，這是解決此類問題的關(guān)鍵．