某小組同學(xué)利用長木板、毛巾、兩塊完全相同的帶鉤立方體木塊、彈簧測力計等器材探究“摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”,下表是在實驗時得到的一組實驗數(shù)據(jù):
實驗次數(shù) | 與木塊的摩擦面 | 木塊的放置方式 | 彈簧測力計的示數(shù)/N |
1 | 木板表面(水平) | 一木塊平放 | 1.8 |
2 | 木板表面(水平) | 一木塊平放 | 2.9 |
3 | 毛巾表面(水平) | 一木塊平放 | 2.4 |
4 | 木板表面(水平) | 兩木塊疊放 | 3.6 |
(2)分析第1和第4兩次實驗數(shù)據(jù),可以得出結(jié)論:______.
(3)小麗同學(xué)提出了一個問題:摩擦力大小與接觸面積是否有關(guān)呢?她將木塊沿豎直方向截取一半后,測得木塊所受摩擦力變?yōu)樵瓉淼囊话耄纱说贸觯耗Σ亮Φ拇笮‰S接觸面積的減小而減小,你認為她的探究過程存在的缺陷是______不變.要“探究摩擦力的大小與接觸面積的大小是否有關(guān)”應(yīng)該選擇一個______(填“長方體”或“正方體”)木塊,至少需要通過做______次實驗才能得出初步結(jié)論.
解:(1)分析1、2兩次實驗可知,實驗條件相同,彈簧測力計的示數(shù)應(yīng)該不變,因此必定有一個出現(xiàn)了問題,再與實驗3的結(jié)果相比較可以看出,第2次實驗的2.9N顯然是偏大了,造成這一結(jié)果的原因,可能是由于沒有勻速拉動木塊造成的;
(2)第1和第4兩次實驗中,接觸面相同,木塊的壓力不同,彈簧測力計的示數(shù)不同,因此可得出在接觸面粗糙程度相同時,壓力越大,摩擦力越大;
(3)根據(jù)控制變量法的要求,在研究摩擦力大小與接觸面積大小是否有關(guān)時,應(yīng)保持壓力、接觸面的粗糙程度不變,因此,小麗的設(shè)計明顯違背了控制變量法的要求;最簡便的做法是選擇一個長方體木塊,這樣在壓力不變的情況下,可通過改變不同的側(cè)面來改變接觸面積的大小,至少通過兩次實驗,可得出相應(yīng)的結(jié)論;
故答案為:(1)2.9;沒有勻速拉動木塊造成的;(2)接觸面粗糙程度相同時,壓力越大,摩擦力越大;
(3)沒有控制壓力;長方體,2.
控制變量法的運用,是本實驗的基本研究方法,同時,在用彈簧測力計拉動木塊時,一定要盡量使其做勻速直線運動,這樣拉力與摩擦力才是一對平衡力.因此,無論在設(shè)計實驗、進行實驗還是分析實驗結(jié)論的過程中,都要注意這幾點.
點評:理解和運用控制變量法,是解決此題中多個問題的關(guān)鍵,對此題中牽扯到了三個因素,我們一定要明確摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān),與接觸面積的大小無關(guān).同時,在分析實驗數(shù)據(jù)時,還要一定要特別注意如果不能勻速拉動彈簧測力計,可能對測量結(jié)果造成的影響.
物理解題技巧分享:反射定律:三線共面兩角等,成像都是虛像的,物像鏡面對稱軸,鏡面凹面均適用。