Question

10．如圖所示，同一水平桌面上放有體積相同的實(shí)心長方體木塊和鐵塊各一個．現(xiàn)想“探究木塊和鐵塊的下表面誰更粗糙？”，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如下的方案：
分別用彈簧測力計(jì)沿水平方向拉著木塊和鐵塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動，讀出示數(shù)為F_木和F_鐵，若F_木＞F_鐵則木塊的下表面比鐵塊更粗糙．老師認(rèn)為小明的方案是不合理，理由是沒有控制壓力大小相同．
若要正確區(qū)分木塊和鐵塊的粗糙，你的操作步驟是：第一步：木塊置于鐵塊上，用彈簧測力計(jì)沿水平方向勻速直線拉動鐵塊，記下測力計(jì)示數(shù)F₁；
第二步：鐵塊置于木塊上，用彈簧測力計(jì)沿水平方向勻速直線拉動木塊，記下測力計(jì)示數(shù)F₂；
第三步：分析比較，得出結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）在研究多變量問題時，一定要采用控制變量法；此題中，摩擦力大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)．若研究摩擦力和接觸面的粗糙程度之間的關(guān)系，就必須控制壓力一定，可據(jù)此對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評價(jià)，看是否合理；
（2）因?yàn)榛瑒幽Σ亮Φ拇笮∨c壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，所以要探究接觸面的粗糙程度，需要控制壓力大小相同．因此可以想辦法使兩個物體疊放起來，讓木塊和鐵塊分別與桌面接觸，勻速拉動記下兩次讀數(shù)；
根據(jù)兩次測力計(jì)讀數(shù)的大小可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論

解答 解：（1）由于摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度都有關(guān)，根據(jù)控制變量法的思想，在研究摩擦力和粗糙程度的關(guān)系時，應(yīng)控制壓力相同；已知木塊和鐵塊的體積相同，但鐵的密度要大，即鐵塊的重力大，對地面的壓力也大，顯然不符合控制變量法的要求；
（2）摩擦力跟壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)，木塊和鐵塊疊放在一起保持壓力一定，先用木塊做接觸面，后鐵塊做接觸面，從而改變接觸面粗糙程度．
第一步：木塊置于鐵塊上，用彈簧測力計(jì)沿水平方向勻速直線拉動鐵塊，記下測力計(jì)示數(shù)F₁
第二步：鐵塊置于木塊上，用彈簧測力計(jì)沿水平方向勻速直線拉動木塊，記下測力計(jì)示數(shù)F₂
第三步：通過比較F₁、F₂的大小，來得出木塊、鐵塊哪個的下表面更加粗糙．
F₁＞F₂；則鐵塊表面更粗糙，F(xiàn)₁＜F₂，則木塊表面更粗糙．
故答案為：沒有控制壓力大小相同；
木塊置于鐵塊上，用彈簧測力計(jì)沿水平方向勻速直線拉動鐵塊，記下測力計(jì)示數(shù)F₁；
鐵塊置于木塊上，用彈簧測力計(jì)沿水平方向勻速直線拉動木塊，記下測力計(jì)示數(shù)F₂．

點(diǎn)評 在多變量的探究實(shí)驗(yàn)中，一定要注意控制變量法的運(yùn)用，即：保持被研究變量不同，而控制其他因素一定．
控制變量法是初中階段的一個重要思想方法，在大部分的實(shí)驗(yàn)或探究類試題中都會涉及，應(yīng)熟練掌握．