Question

用金属制成的线材（如钢筋、钢丝）受到拉力会伸长，某校课外兴趣小组的同学们决定对这一现象进行研究．对线材受力以后的伸长量的大小，他们提出了以下几种猜想：
猜想1：可能与线材所受的拉力有关
猜想2：可能与线材的长度有关
猜想3：可能与线材的横截面积有关
为验证上述猜想，它们应用物理课中学到的方法，选用同种材料制成的成品，在室温为20℃时进行上述实验，得到数据如下表：

实验 序号	长度L/m	拉力F/N 伸长x/cm 横截面积S/CM2	250	500	750	1000
1	1	0.05	0.04	0.08	0.12	0.16
2	2	0.05	0.08	0.16	0.24	0.32
3	3	0.05	0.12	0.24	0.36	0.48
4	1	0.10	0.02	0.04	0.06	0.08
5	1	0.20	0.01	0.02	0.03	0.04

请你分析上述实验数据后回答：
（1）利用第②组数据可研究猜想

1

，其结论是

在材料、长度、横截面积相等的情况下，线材的伸长与拉力成正比

；
（2）分析比较④和⑤的两组数据可研究猜想

3

，此时控制不变的物理量是

材料、线材的长度、拉力大小

；
（3）要研究另一个猜想可分析比较

1、2或1、3、或2、3

的两组数据．
（4）以上方法在研究物理问题时经常被用到，被称为

控制变量法

，试根据学过的物理知识在列举一例，应用这种方法研究的问题：

探究影响摩擦力因素实验

．

Answer 1

分析：（1）根据表中实验数据，分析第2组实验数据所控制的条件及实验数据，然后得出实验结论．
（2）分析4、5两组实验数据，根据实验所控制的条件与实验数据，得出实验结论．
（3）要验证猜想2：可能与线材的长度有关，应控制材料、线材的横截面积、拉力大小相同而线材的长度不同，分析表中实验数据，找出符合要求的实验序号．
（4）在探究多变量问题时，长采用控制变量法，根据对初中物理实验的掌握列举答题．

解答：解：（1）由第②组数据可知，材料、线材长度与横截面积不变的情况下，线材的伸长与拉力成正比，因此由该组数据可研究猜想1，
由实验数据可得：在材料、长度、横截面积相等的情况下，线材的伸长与拉力成正比；
（2）由④和⑤的两组数据可知，两组实验的线材、线材长度相同而横截面积不同，可以利用这两组实验研究猜想3，此时控制不变的物理量是材料、线材的长度、拉力大小；
（3）要研究另一个猜想，即验证猜想2：可能与线材的长度有关，应控制材料、线材的横截面积、拉力大小相同而线材的长度不同，由表中实验数据可知，符合要求的实验序号是1、2或1、3、或2、3的两组数据．
（4）以上方法在研究物理问题时经常被用到，被称为控制变量法；探究影响摩擦力因素实验与探究电流与电压、电阻关系的实验都应用了控制变量法．
故答案为：（1）1；在材料、长度、横截面积相等的情况下，线材的伸长与拉力成正比；（2）3；材料、线材的长度、拉力大小；
（3）1、2或1、3、或2、3；（4）控制变量法；探究影响摩擦力因素实验．

点评：线材的伸长量受很多因素的影响，一定采用控制变量法研究其中一个量与伸长量的关系．