Question

16．科学探究的过程一般要经历“提出问题”、“猜想与假设”、“实验和论证”的等环节．在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，小华同学提出了三个猜想：
猜想A：摩擦力的大小与压力的大小有关．
猜想B：摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
猜想C：摩擦力的大小与物体运动的速度有关．
为了验证这三个猜想，小华同学设计了如图所示的实验：

（1）在实验中，为了使摩擦力大小等于测力计示数，小华应该用测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动．
（2）由甲、乙两个实验可知，摩擦力的大小与压力的大小有关．
（3）由图甲和图丙两个实验可知，摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
（4）为了验证猜想C是否正确，小华同学用一个可调速的小玩具车来代替图甲装置中的手拉着物体进行了三次实验，实验记录如下表．由实验记录可知，猜想C是错误（选填“正确”或“错误”）的．

实验次数	木块运动速度（m/s）	测力计示数（N）
1	0.05	0.6
2	0.10	0.6
3	0.15	0.6

（5）在此实验探究过程中，小华同学采用了“控制变量法”和C（填选项的字母）两种研究方法．
A．类比法       B．推理法       C．转换法．

Answer 1

分析 （1）滑动摩擦力是产生在物体接触面上的力，因此，在测量时应运用转换法，通过二力平衡的原理，借助弹簧测力计的拉力将其测出．因此，在拉动木块时要求沿水平方向做匀速直线运动，使拉力与摩擦力成为一对平衡力；
（2）根据影响摩擦力大小的两个因素，结合控制变量法，可对图甲、图乙中的变量和控制量进行分析；
（3）图甲、图丙中的变量是接触面，而控制量是压力的大小，据此进行分析；
（4）从数据中观察速度的大小是否对弹簧测力计的拉力构成了影响，从而判断猜想C是否成立；
（5）物理学中，在研究一个量与多个变量之间的关系时，往往要先控制某些量，每次只研究与其中一个变量的关系，这就是控制变量法．

解答 解：
（1）因为只有木块做匀速直线运动时，摩擦力和拉力才是一对平衡力，它们的大小才会相等，因此，实验中应用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动；
（2）影响滑动摩擦力的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度，三次实验中，图甲和图乙的实验符合接触面的粗糙程度相同，压力不同的实验条件，能说明摩擦力的大小与压力的大小有关；
（3）图甲和图丙的实验相比较，两次的压力相同，只是改变了接触面的粗糙程度，而拉力的大小不同，因为可说明摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；
（4）从表格中的数据可以看出，三次实验中木块运动的速度越来越大，而拉力的大小却始终不变，因此可证明，猜想C是错误的，即摩擦力的大小与运动的速度无关；
（5）本实验中，分别探究了摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度，以及与物体运动速度多个变量之间的关系，运用的是控制变量的方法．
故答案为：（1）匀速直线；（2）甲、乙；（3）接触面的粗糙程度；（4）错误；（5）B．

点评 本实验中初中物理中较为典型的探究实验之一，主要运用了转换法和控制变量的研究方法，这是实验成功的基础，也是我们应该熟练掌握的实验技能．同时，二力平衡条件的运用、对实验结论的正确分析，也是我们应该从这类实验题中应该学到的．