Question

8．探究實驗
（1）在研究“影響滑動摩擦力大小的因素”時，小聰猜想滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．他用如圖1所示的方法，做了一個對比實驗來驗證其猜想．

他的實驗步驟如下：
第一步：把木塊按圖1（甲）的方式放在木桌上，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，觀察彈簧測力計的示數(shù)為F₁，并記錄F_l的大小．
第二步：把木塊按圖1（乙）的方式放在鋪有棉布的桌子上，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，觀察彈簧測力計的示數(shù)為F₂，并記錄F₂的大�。�
小紅認為他的做法不妥，他沒有控制好兩個相互接觸的物體材料相同，所以實驗結(jié)果不能充分說明滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
請你對上面的實驗提出改進意見，并設(shè)計一個（改進后）實驗測量數(shù)據(jù)記錄表格．
（2）現(xiàn)有A、B兩組儀器．
A組：如圖2所示的用來測量液體內(nèi)部壓強的儀器兩個．
B組：兩個相同的燒杯、刻度清晰的量筒、已調(diào)平的天平（不含砝碼）．
小聰和小紅分別用這兩組儀器來鑒別哪杯是清水，哪杯是濃鹽水．
①小聰用A組儀器來鑒別．他是依據(jù)不同液體在同一深度產(chǎn)生的壓強與密度有關(guān)，液體的密度越大進行實驗的．他在實驗時，應(yīng)注意的關(guān)鍵之處是：保持金屬盒在兩種液體中的深度相同．
②小紅用B組儀器來鑒別．她在實驗時，應(yīng)注意的關(guān)鍵之處是：用量筒量取等體積的兩種液體．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中的猜想，然后應(yīng)用控制變量法設(shè)計實驗進行驗證；
要探究滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，需要控制壓力大小，接觸面積的大小，物體的材料，運動速度等條件相同，只改變接觸面的粗糙程度；
（2）①液體壓強大小通過U型管內(nèi)液面的高度差來反映的，液面高度差越大，液體的壓強越大．這是一種轉(zhuǎn)換法的運用；
液體的壓強跟液體的深度和密度有關(guān)．液體的密度一定時，液體越深，液體壓強越大；在液體的深度一定時，液體的密度越大，液體壓強越大；
②根據(jù)m=ρv，不同液體的體積相同，密度越大的液體，質(zhì)量越大來比較．

解答 解：
（1）要驗證滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，需要保持壓力、接觸面的材料等因素相同，改變接觸面的粗糙程度；
改進意見：保持木質(zhì)桌面不變，將木塊的各個表面進行打磨，使其各個表面粗糙程度都不同，這樣可以探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系；
實驗步驟如下：
第一步：把木塊很粗糙的一個表面放在木桌上，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，觀察彈簧測力計的示數(shù)為F₁，并記錄F_l的大��；
第二步：把木塊較粗糙的一個表面放在木桌上，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，觀察彈簧測力計的示數(shù)為F₂，并記錄F₂的大小；
第三步：把木塊較光滑的一個表面放在木桌上，用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊，觀察彈簧測力計的示數(shù)為F₃，并記錄F₃的大��；
實驗表格如下：

實驗次數(shù)	壓力情況	接觸面情況	彈簧測力計的示數(shù)F/N	滑動摩擦力f/N
1	一個木塊	很粗糙
2	一個木塊	較粗糙
3	一個木塊	較光滑

（2）①由于清水和鹽水的密度不同，在相同深度產(chǎn)生的壓強不同，液體的密度越大，液體壓強越大；
將壓強計的金屬盒放入兩種液體的相同深度處，則U型管內(nèi)液面的高度差較大那一杯是鹽水，另一杯是清水；
所以小聰?shù)囊罁?jù)不同液體在同一深度產(chǎn)生的壓強與密度有關(guān)，液體的密度越大，壓強越大進行實驗的；
在探究液體的壓強跟液體的密度有關(guān)時，就要控制壓強計浸入液體的深度不變，即關(guān)鍵是保持金屬盒在兩種液體中的深度相同；
②由于已調(diào)平的天平（不含砝碼），因此無法準確測量液體的質(zhì)量（調(diào)節(jié)杯中液體的量時，不便操作），但是可以用量筒測量液體的體積，
所以用量筒量取等體積的兩種液體分別倒入兩個相同的燒杯中，再將兩燒杯放到已調(diào)平天平的兩個托盤上，下沉一端是鹽水，另一端是清水；
所以關(guān)鍵之處是用量筒量取等體積的兩種液體．
故答案為：（1）改進意見：保持木質(zhì)桌面不變，將木塊的各個表面進行打磨，使其各個表面粗糙程度都不同，這樣就可以探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系；實驗表格見上表；
（2）①不同液體在同一深度產(chǎn)生的壓強與密度有關(guān)，液體的密度越大；保持金屬盒在兩種液體中的深度相同；②用量筒量取等體積的兩種液體．

點評 本題考查了影響滑動摩擦力大小的因素和鑒別物質(zhì)的方法等知識，應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵，是一道綜合題，難度較大．