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(2013?如皋市二模)小芳实验小组对“金属丝被拉断时,拉力的大小与哪些因素有关”进行了探究.他们的猜想:
猜想一,拉力的大小与金属丝的长度有关.
猜想二,拉力的大小与金属丝的横截面积有关.
猜想三,拉力的大小与金属丝的材料有关.
为了探究的方便,他们使用的器材是:拉力机一台(拉力机可逐渐增大固定在其上的金属丝的拉力,可以显示金属丝刚被拉断时拉力的大小)、金属丝若干(各种材料、各种长度、各种横截面积的金属丝)和其他辅助工具.
(1)为了验证猜想一,她们选用拉力机、三根材料相同的金属丝进行了实验,得到的数据如下表.
实验次数 横截面积/mm2 长度/m 拉断时拉力大小/N
1 2 0.5 1 500
2 2 1.0 1 500
3 2 1.5 1 500
由表中数据可判断猜想一是
错误
错误
(选填:“正确”或“错误”)的.
(2)为了验证猜想二,她们选用三根材料和长度都相同,而横截面积不同的金属丝分别安装在拉力机上进行实验,得到的数据如下表
实验次数 长度/m 横截面积/mm2 拉断时拉力大小/N
1 2 0.5 1 500
2 2 1.0 3 000
3 2 1.5 4 500
由表中数据可以得出的结论是
在材料与长度不变时,金属丝被拉断时拉力的大小与金属丝的横截面积成正比
在材料与长度不变时,金属丝被拉断时拉力的大小与金属丝的横截面积成正比

(3)请你设计一个简单实验,验证猜想三是否正确.
简要做法:
选用三根横截面积和长度都相同,而材料不同的金属丝分别安装在拉力机上进行实验,测出三根金属丝被拉断时的拉力F1、F2、F3
选用三根横截面积和长度都相同,而材料不同的金属丝分别安装在拉力机上进行实验,测出三根金属丝被拉断时的拉力F1、F2、F3

如何判断:
当F1=F2=F3时,说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料无关或当F1≠F2≠F3时,说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料有关
当F1=F2=F3时,说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料无关或当F1≠F2≠F3时,说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料有关
分析:(1)根据表中拉力的大小即可判断拉力的大小与金属丝的长度是否有关;
(2)根据表中拉力的大小与横截面积的关系即可得出正确结论;
(3)根据控制变量法的思想,通过题中给出的猜想,控制其他因素不变,只改变探究的因素,分别测出金属丝拉断时的拉力,然后进行比较.
解答:解:(1)根据表中数据可知,材料相同的,横截面积也相同的,长度不同的三根相同材料的金属丝,拉断时拉力的大小都是1500N,由此可知与长度无关,故猜想一错误.
(2)根据表中数据可知,材料相同的,长度也相同的,横截面积不同的三根相同材料的金属丝,当横截面积增大时,拉断时拉力也随之增大,并且拉力与横截面积的比值不变,故在材料与长度不变时,金属丝被拉断时拉力的大小与金属丝的横截面积成正比.
(3)简要做法:选用三根横截面积和长度都相同,而材料不同的金属丝分别安装在拉力机上进行实验,测出三根金属丝被拉断时的拉力F1、F2、F3
如何判断:当F1=F2=F3时,说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料无关或当F1≠F2≠F3时,说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料有关.
故答案为:
(1)错误;
(2)在材料与长度不变时,金属丝被拉断时拉力的大小与金属丝的横截面积成正比;
(3)选用三根横截面积和长度都相同,而材料不同的金属丝分别安装在拉力机上进行实验,测出三根金属丝被拉断时的拉力F1、F2、F3
当F1=F2=F3时,说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料无关或当F1≠F2≠F3时,说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料有关.
点评:物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法,一定要掌握控制变量法.
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C
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2.0 0.20
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0.55
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100
100
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