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14.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”等环节.在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”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间的接触面积大小有关

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)由图甲、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)如果他要验证猜想C,他的操作步骤应是:a.把木块平放在长木板上用弹簧测力计水平匀速拉动,读出弹簧测力计的示数F1
b.把木块侧放在长木板同一面上用弹簧测力计水平匀速拉动,读出弹簧测力计的示数F2

分析 (1)使物体做匀速直线运动,物体处于平衡状态,弹簧测力计的拉力等于物体受到的滑动摩擦力.
(2)要探究摩擦力与压力的关系,应控制接触面的粗糙程度相同而压力不同,分析图示,找出符合要求的实验.
(3)应用控制变量法,分析图甲与图丙,根据控制的变量与实验现象,然后得出结论.
(4)要验证猜想C,应该控制压力大小、接触面的粗糙程度都不会发生变化,速度这个因素已经探究,只能考虑接触面的大小这个因素.

解答 解:(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)由图甲与图乙可知,物体接触面粗糙程度相同而压力不同,弹簧测力计示数不同,物体受到的摩擦力不同,由此可知: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,物体间的压力相同而接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,物体受到的摩擦力不同,由此可知:摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关.
(4)根据控制变量法的思想,要探究与哪个因素有关,就要改变哪个因素,要验证猜想B,必须控制接触面大小不同,其余因素压力、接触面的粗糙程度不变,由于是个长方体木块,接触面的大小可以改变,所以分别将木块平放和侧放,然后用弹簧测力计匀速拉动,读出弹簧测力计的示数,观察摩擦力的大小是否与物体之间的接触面的大小有关.
故答案为:(1)匀速直线;(2)甲、乙;(3)接触面的粗糙程度;(4)a、把木块平放在长木板上用弹簧测力计水平匀速拉动,读出弹簧测力计的示数F1;b、把木块侧放在长木板同一面上用弹簧测力计水平匀速拉动,读出弹簧测力计的示数F2

点评 本题考查了探究影响摩擦力的因素实验,应用了控制变量法,熟练应用控制变量法是正确解题的关键.

练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题

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小红猜想:“可能跟磁场的方向有关.”
小华猜想:“可能跟导体切割磁感线运动的方向有关.”
小丽猜想:“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关.”
图是小明的实验装置,闭合开关后,铜棒ab、电流表、开关组成闭合电路.小明将实验中观察到的现象记录在下表中.
次数开关磁场方向导体ab的运动方向电流表指针的偏转方向
1断开上N下S向右运动不偏转
2闭合上N下S向右运动向左偏转
3闭合上N下S向左运动向右偏转
4闭合上N下S向上运动不偏转
5闭合上S下N向下运动不偏转
6闭合上S下N向右运动向右偏转
7闭合上S下N向左运动向左偏转
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(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关.
(3)比较实验2和6(或3和7)可知:在导体切割磁感线运动的方向一定时,感应电流的方向与磁场方向有关.
(4)此实验的研究方法有控制变量法和转换法.在此实验的过程中是机械能转化为电能,重要的应用是发电机.
(5)针对这个实验小明进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想,除此以外你的猜想是:感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动速度有关.写出验证你的猜想的主要步骤.

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