Question

小芳實驗小組對“金屬絲被拉斷時，拉力的大小與哪些因素有關”進行了探究．他們的猜想：
猜想一，拉力的大小與金屬絲的長度有關．
猜想二，拉力的大小與金屬絲的橫截面積有關．
猜想三，拉力的大小與金屬絲的材料有關．
為了探究的方便，他們使用的器材是：拉力機一臺（拉力機可逐漸增大固定在其上的金屬絲的拉力，可以顯示金屬絲剛被拉斷時拉力的大小）、金屬絲若干（各種材料、各種長度、各種橫截面積的金屬絲）和其他輔助工具．
（1）為了驗證猜想一，她們選用拉力機、三根材料相同的金屬絲進行了實驗，得到的數(shù)據(jù)如下表．

實驗次數(shù)	橫截面積/mm2	長度/m	拉斷時拉力大小/N
1	2	0.5	1 500
2	2	1.0	1 500
3	2	1.5	1 500

由表中數(shù)據(jù)可判斷猜想一是______（選填：“正確”或“錯誤”）的．
（2）為了驗證猜想二，她們選用三根材料和長度都相同，而橫截面積不同的金屬絲分別安裝在拉力機上進行實驗，得到的數(shù)據(jù)如下表

實驗次數(shù)	長度/m	橫截面積/mm2	拉斷時拉力大小/N
1	2	0.5	1 500
2	2	1.0	3 000
3	2	1.5	4 500

由表中數(shù)據(jù)可以得出的結論是______．
（3）請你設計一個簡單實驗，驗證猜想三是否正確．
簡要做法：______．
如何判斷：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)表中拉力的大小即可判斷拉力的大小與金屬絲的長度是否有關；
（2）根據(jù)表中拉力的大小與橫截面積的關系即可得出正確結論；
（3）根據(jù)控制變量法的思想，通過題中給出的猜想，控制其他因素不變，只改變探究的因素，分別測出金屬絲拉斷時的拉力，然后進行比較．
解答：解：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，材料相同的，橫截面積也相同的，長度不同的三根相同材料的金屬絲，拉斷時拉力的大小都是1500N，由此可知與長度無關，故猜想一錯誤．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，材料相同的，長度也相同的，橫截面積不同的三根相同材料的金屬絲，當橫截面積增大時，拉斷時拉力也隨之增大，并且拉力與橫截面積的比值不變，故在材料與長度不變時，金屬絲被拉斷時拉力的大小與金屬絲的橫截面積成正比．
（3）簡要做法：選用三根橫截面積和長度都相同，而材料不同的金屬絲分別安裝在拉力機上進行實驗，測出三根金屬絲被拉斷時的拉力F₁、F₂、F₃．
如何判斷：當F₁=F₂=F₃時，說明金屬絲被拉斷時拉力的大小與金屬線的材料無關或當F₁≠F₂≠F₃時，說明金屬絲被拉斷時拉力的大小與金屬線的材料有關．
故答案為：
（1）錯誤；
（2）在材料與長度不變時，金屬絲被拉斷時拉力的大小與金屬絲的橫截面積成正比；
（3）選用三根橫截面積和長度都相同，而材料不同的金屬絲分別安裝在拉力機上進行實驗，測出三根金屬絲被拉斷時的拉力F₁、F₂、F₃．
當F₁=F₂=F₃時，說明金屬絲被拉斷時拉力的大小與金屬線的材料無關或當F₁≠F₂≠F₃時，說明金屬絲被拉斷時拉力的大小與金屬線的材料有關．
點評：物理學中對于多因素的問題，常常采用控制因素的辦法，把多因素的問題變成多個單因素的問題，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法，一定要掌握控制變量法．