Question

2．在探究了水平拉动物体时拉力的大小和接触面大小无关后，某小组同学继续研究水平拉力和其他因素的关系，他们将质量不同的物块分别放置在水平的木板和橡胶板上，并用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物块，如图1所示．实验数据分别记录在表一、表二中．
表一  木板

实验序号	质量（克）	拉力（牛）
1	400	2.0
2	500	2.5
3	600	3.0

表二  橡胶板

实验序号	质量（克）	拉力（牛）
4	400	2.8
5	500	3.5
6	600	4.2

（1）分析比较实验序号1、2、3或4、5、6的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，压力越大，拉力也越大．
（2）分析比较实验序号1与4或2与5或3与6的数据及相关条件，可得出的初步结论是：在水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，接触面越粗糙，拉力越大．
（3）为了继续探究拉动物体时拉力大小与拉力方向的关系，他们把质量为600克的物块放在木板上继续实验，并用更精密的仪器测量拉力．如图2所示，实验中逐渐增大拉力与水平面的夹角α，匀速拉动物块，数据记录在表三中．分析表三中数据，可得初步结论：在接触面积、粗糙程度和压力都相同，沿水平方向匀速拉动物体，当拉力与水平面的夹角增大时，拉力先减小后增大．
表三 木板

实验序号	夹角α（度）	拉力（牛）
7	10	2.79
8	20	2.71
9	30	2.68
10	40	2.75
11	50	2.92
12	60	3.21

根据表三中的数据，他们认为当夹角α为某一角度时，拉力可能最小，为了找到这一角度，还应该在夹角α为20～40度的范围内进一步探究．
（4）他们还猜想拉力最小时的角度α可能与水平面的粗糙程度有关，为验证这一猜想，他们应设计的实验步骤是：B、E、F（请选填下列各项中的字母）．
A．将质量不同的物块放置在粗糙程度不同的水平面上
B．将质量相同的物块放置在粗糙程度不同的水平面上
C．将质量不同的物块放置在粗糙程度相同的水平面上
D．用力沿水平方向匀速拉动物块     
E．用力沿不同方向匀速拉动物块      
F．记录数据．

Answer 1

分析 （1）根据控制变量法可判断：实验次数1、2、3控制的是接触面积和粗糙程度，改变的压力，研究拉力与压力大小的关系；
（2）比较实验序号1与4或2与5或3与6的数据是压力相同，研究拉力与接触面的粗糙程度；
（3）分析表三实验结论，接触面积、粗糙程度和压力都相同，但拉力与水平面的夹角不同，拉力也随之变化，根据数据即可分析；
（4）根据控制变量法可判断拉力最小时的角度α可能与水平面的粗糙程度有关时应控制不变的物理量是接触面积、粗糙程度和压力，由此可设计实验步骤．

解答 解：（1）比较实验次数1、2、3或4、5、6的数据可知：接触面积和粗糙程度相同，物体质量不同，则产生的压力不同，测力计的示数是逐渐变大，所以可得出的初步结论是：在同一水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，压力越大，拉力也越大；
（2）比较实验序号1与4或2与5或3与6的数据可知：压力相同，物体在不同的表面上运动，则接触面的粗糙程度不同；所以可得出的初步结论是：在水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，接触面越粗糙，拉力越大；
（3）分析表三实验结论，接触面积、粗糙程度和压力都相同，但拉力与水平面的夹角增大时，拉力先减小后增大，由此分析可得：在接触面积、粗糙程度和压力都相同，沿水平方向匀速拉动物体，当拉力与水平面的夹角增大时，拉力先减小后增大；
根据上面结论可判断：拉力与水平面的夹角最小为30度时，拉力为最小；所以为了找到这一角度，还应该在夹角α为20～40度的范围内进一步探究．
（4）根据控制变量法可知：应控制接触面积和压力不变，观察角度α为30度时，拉力在粗糙程度不同的水平面上匀速运动，拉力是否为最小，所以实验步骤为：
1、将质量相同的物块放置在粗糙程度不同的水平面上，
2、用力沿不同方向匀速拉动物块，
3、记录数据．
所以正确的步骤：B、E、F．
故答案为：（1）压力越大，拉力也越大；
（2）在水平面上，沿水平方向匀速拉动物体，接触面越粗糙，拉力越大；
（3）在接触面积、粗糙程度和压力都相同，沿水平方向匀速拉动物体，当拉力与水平面的夹角增大时，拉力先减小后增大；20～40；
（4）B、E、F．

点评 （1）把握住利用控制变量法分析实验结论的基本思路是解答此题的关键所在．
（2）物体匀速直线运动时，拉力大小的影响因素与粗糙程度和压力有关．