20.在“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,同學(xué)們提出了以下幾種猜想:
A、與物體運動的速度有關(guān)
B、與物體間的接觸面積大小有關(guān)
C、與物體間的接觸面的粗糙程度有關(guān)
D、與壓力大小有關(guān)
實驗室提供的器材有:一面較光滑一面較粗糙的長木板、1個帶鉤的正方體木塊和一支彈簧測力計.
(1)實驗中要用彈簧測力計水平勻速拉動木塊,是因為由二力平衡知識可知,此時木塊所受的滑動摩擦力等于彈簧測力計的示數(shù).
(2)下表是小李同學(xué)設(shè)計并記錄的實驗數(shù)據(jù)表格:
實驗次數(shù)壓力長木板表面木塊放置木塊運動快慢彈簧測力計的示數(shù)/N
11個木塊較光滑平放很慢2.2
21個木塊較光滑平放2.2
31個木塊較光滑平放較快2.2
小李同學(xué)的實驗可以驗證猜想A(填猜想序號)是錯誤(填“正確”或“錯誤”)的.
(3)小李完成這一實驗后,還想用提供的這些實驗器材驗證其他的猜想,那么這些器材還能用于驗證猜想C(填猜想序號).為了驗證這個猜想,請你為小李設(shè)計驗證該猜想的實驗步驟:
步驟一使木塊較光滑的一面朝上,把木塊放在長木板上用彈簧測力計水平勻速拉動,讀出彈簧測力計的示數(shù)F1;
步驟二使木塊較粗糙的一面朝上,把木塊放在長木板同一面上用彈簧測力計水平勻速拉動,讀出彈簧測力計的示數(shù)F2

分析 (1)實驗中研究的是木塊受到的滑動摩擦力的大小,彈簧測力計測量的是木塊受到的拉力,只有木塊做勻速直線運動時拉力的大小才等于摩擦力;
(2)要探究摩擦力的大小與多個因素的關(guān)系,就要用到控制變量法,利用實驗中操作過程和數(shù)據(jù)反映出來的相同點和不同點結(jié)合控制變量法的思想從而可以確定實驗的探究目的;
(3)根據(jù)材料可探究摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系.

解答 解:(1)用彈簧測力計勻速拉動木塊時,木塊做勻速直線運動受到的力是平衡力,根據(jù)二力平衡的知識,此時摩擦力的大小等于彈簧測力計對木塊拉力的大小;
(2)三次實驗,使用的是同一木塊,木塊的壓力不變;在同一接觸面上,接觸面的粗糙程度不變;根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知,拉動的速度不同,利用控制變量法的思想可知,探究的是摩擦力與物體運動速度的關(guān)系,故選A.
彈簧測力計的示數(shù)不變,說明摩擦力大小和運動速度大小無關(guān),說明猜想A錯誤.
(3)根據(jù)控制變量法的思想,要探究與哪個因素有關(guān),就要改變哪個因素,根據(jù)給出的器材可知,實驗中可驗證猜想C,必須控制接觸面粗糙程度不同,其余因素不變,將木板的粗糙和光滑的一面分別朝上,然后用彈簧測力計勻速拉動木塊,讀出彈簧測力計的示數(shù),觀察摩擦力的大小是否與物體之間的接觸面的粗糙程度有關(guān).
故答案為:(1)二力平衡
(2)A、錯誤、控制變量法;
(3)a、使木塊較光滑的一面朝上,把木塊放在長木板上用彈簧測力計水平勻速拉動,讀出彈簧測力計的示數(shù)F1
b、使木塊較粗糙的一面朝上,把木塊放在長木板同一面上用彈簧測力計水平勻速拉動,讀出彈簧測力計的示數(shù)F2

點評 (1)這個實驗來源于課本上探究摩擦力大小與哪個因素有關(guān)的演示實驗,在原實驗的基礎(chǔ)上進行了延伸拓展,又增加了幾個因素;
(2)本題也是控制變量法思想的應(yīng)用,明確變量和不變量是解題的關(guān)鍵.

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 A 水 水 不相同 相同
 B 水 水 相同 不相同
 C 煤油 水 相同相同 
 D 煤油 水 相同 不相同

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