某小組同學(xué)利用長(zhǎng)木板、毛巾、兩塊完全相同的帶鉤立方體木塊、彈簧測(cè)力計(jì)等器材探究“摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”,下表是在實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)次數(shù) | 與木塊的摩擦面 | 木塊的放置方式 | 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)/N |
1 | 木板表面(水平) | 一木塊平放 | 1.8 |
2 | 木板表面(水平) | 一木塊平放 | 2.9 |
3 | 毛巾表面(水平) | 一木塊平放 | 2.4 |
4 | 木板表面(水平) | 兩木塊疊放 | 3.6 |
(2)分析第1和第4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出結(jié)論:______.
(3)小麗同學(xué)提出了一個(gè)問題:摩擦力大小與接觸面積是否有關(guān)呢?她將木塊沿豎直方向截取一半后,測(cè)得木塊所受摩擦力變?yōu)樵瓉淼囊话?,她由此得出:摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小,你認(rèn)為她的探究過程存在的缺陷是______不變.要“探究摩擦力的大小與接觸面積的大小是否有關(guān)”應(yīng)該選擇一個(gè)______(填“長(zhǎng)方體”或“正方體”)木塊,至少需要通過做______次實(shí)驗(yàn)才能得出初步結(jié)論.
解:(1)分析1、2兩次實(shí)驗(yàn)可知,實(shí)驗(yàn)條件相同,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)應(yīng)該不變,因此必定有一個(gè)出現(xiàn)了問題,再與實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果相比較可以看出,第2次實(shí)驗(yàn)的2.9N顯然是偏大了,造成這一結(jié)果的原因,可能是由于沒有勻速拉動(dòng)木塊造成的;
(2)第1和第4兩次實(shí)驗(yàn)中,接觸面相同,木塊的壓力不同,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同,因此可得出在接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,摩擦力越大;
(3)根據(jù)控制變量法的要求,在研究摩擦力大小與接觸面積大小是否有關(guān)時(shí),應(yīng)保持壓力、接觸面的粗糙程度不變,因此,小麗的設(shè)計(jì)明顯違背了控制變量法的要求;最簡(jiǎn)便的做法是選擇一個(gè)長(zhǎng)方體木塊,這樣在壓力不變的情況下,可通過改變不同的側(cè)面來改變接觸面積的大小,至少通過兩次實(shí)驗(yàn),可得出相應(yīng)的結(jié)論;
故答案為:(1)2.9;沒有勻速拉動(dòng)木塊造成的;(2)接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,摩擦力越大;
(3)沒有控制壓力;長(zhǎng)方體,2.
控制變量法的運(yùn)用,是本實(shí)驗(yàn)的基本研究方法,同時(shí),在用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊時(shí),一定要盡量使其做勻速直線運(yùn)動(dòng),這樣拉力與摩擦力才是一對(duì)平衡力.因此,無論在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)還是分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過程中,都要注意這幾點(diǎn).
點(diǎn)評(píng):理解和運(yùn)用控制變量法,是解決此題中多個(gè)問題的關(guān)鍵,對(duì)此題中牽扯到了三個(gè)因素,我們一定要明確摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān),與接觸面積的大小無關(guān).同時(shí),在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),還要一定要特別注意如果不能勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),可能對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的影響.
物理解題技巧分享:反射定律:三線共面兩角等,成像都是虛像的,物像鏡面對(duì)稱軸,鏡面凹面均適用。