Question

8．科學(xué)探究的過(guò)程一般要經(jīng)歷“提出問(wèn)題”、“猜想與假設(shè)”、“實(shí)驗(yàn)和論證”等環(huán)節(jié)．在“探究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小華同學(xué)提出了三個(gè)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(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)．
為了驗(yàn)證這三個(gè)猜想，小華同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：

（1）在實(shí)驗(yàn)中，為了使摩擦力大小等于測(cè)力計(jì)示數(shù)，小華應(yīng)該用測(cè)力計(jì)沿水平方向拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）由圖甲和圖乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)可知，摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
（4）為了驗(yàn)證猜想C是否正確，小華同學(xué)用圖甲裝置進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	木塊運(yùn)動(dòng)速度（m/s）	測(cè)力計(jì)示數(shù)（N）
1	0.05	0.6
2	0.10	0.6
3	0.15	0.6

由實(shí)驗(yàn)記錄可知，猜想C是錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的．
（5）在實(shí)驗(yàn)探究中，小華同學(xué)應(yīng)用的研究物理問(wèn)題的方法是控制變量法．
（6）若小華選用正確的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到下表所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)數(shù)據(jù)在所給坐標(biāo)中作出摩擦力的大小f與接觸面受到的壓力大小N之間的關(guān)系圖象．

N/N	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
f/N	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2

（7）根據(jù)圖象可以得出f與N的關(guān)系是成正比．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)摩擦力是產(chǎn)生在物體接觸面上的力，因此，在測(cè)量時(shí)應(yīng)運(yùn)用轉(zhuǎn)換法，通過(guò)二力平衡的原理，借助彈簧測(cè)力計(jì)的拉力將其測(cè)出．因此，在拉動(dòng)木塊時(shí)要求沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，使拉力與摩擦力成為一對(duì)平衡力；
（2）根據(jù)影響摩擦力大小的兩個(gè)因素，結(jié)合控制變量法，可對(duì)圖甲、圖乙中的變量和控制量進(jìn)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(jìn)行分析；
（4）從數(shù)據(jù)中觀察速度的大小是否對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)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(gè)量與多個(gè)變量之間的關(guān)系時(shí)，往往要先控制某些量，每次只研究與其中一個(gè)變量的關(guān)系，這就是控制變量法．
（6）在作圖時(shí)，首先根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，后將各點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)．
（7）分析圖象，觀察摩擦力大小與壓力大小的變化情況，得出摩擦力大小與壓力之間的關(guān)系．

解答 解：（1）因?yàn)橹挥心緣K做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力和拉力才是一對(duì)平衡力，它們的大小才會(huì)相等，因此，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（2）影響滑動(dòng)摩擦力的因素有壓力的大小和接觸面的粗糙程度，三次實(shí)驗(yàn)中，圖甲和圖乙的實(shí)驗(yàn)符合接觸面的粗糙程度相同，壓力不同的實(shí)驗(yàn)條件，能說(shuō)明摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)；
（3）圖甲和圖丙的實(shí)驗(yàn)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?yàn)榭烧f(shuō)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(shí)驗(yàn)中木塊運(yùn)動(dòng)的速度越來(lái)越大，而拉力的大小卻始終不變，因此可證明，猜想C是錯(cuò)誤的，即摩擦力的大小與運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)；
（5）本實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)速度多個(gè)變量之間的關(guān)系，運(yùn)用的是控制變量的方法．
（6）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來(lái)，得到摩擦力與壓力關(guān)系圖象，如圖所示．

（7）由圖象可知，摩擦力f與壓力N大小關(guān)系是一條上升的直線，故可得出：在接觸面粗糙程度一定的情況下，摩擦力與壓力成正比．
故答案為：
（1）勻速直線；（2）甲；乙；（3）接觸面的粗糙程度；（4）錯(cuò)誤；（5）控制變量法；（6）如圖所示；（7）正比．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)中初中物理中較為典型的探究實(shí)驗(yàn)之一，主要運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法和控制變量的研究方法，這是實(shí)驗(yàn)成功的基礎(chǔ)，也是我們應(yīng)該熟練掌握的實(shí)驗(yàn)技能．同時(shí)，二力平衡條件的運(yùn)用、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確分析，也是我們應(yīng)該從這類實(shí)驗(yàn)題中應(yīng)該學(xué)到的．