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初中二年级物理

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首页 初中二年级物理知识 影响摩擦力大小的因素 控制变量法和科学探究的过程 试题正文
  • 探究题
    在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的过程中，一些同学做出了以下猜想：
    猜想A：滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关；
    猜想B：滑动摩擦力的大小可能与接触面间的压力大小有关；
    猜想C：滑动摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两物体间接触面积的大小有关。
    为了检验上述有关猜想是否正确，某同学选用了一块底面与各个侧面粗糙程度均相同的长方体木块，并设计了以下实验方案：
    【步骤1】把长方体木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动，读出这时弹簧测力计的读数（如图甲）；
    【步骤2】再在长方体木块上放上砝码（如图乙），用弹簧测力计水平拉木块，使砝码与木块一起沿直线匀速运动，比较“步骤2”与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小；
    【步骤3】在水平长木板上铺上一层棉布，把木块平放在棉布上（不加砝码），用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动（如图丙），比较“步骤3”与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小。

    （1）在以上的实验步骤中为什么每次都要“用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动”？
    _____________________________________________________________________。
    （2）“步骤2”的设计目的是为了检验上述猜想（A、B、C）中哪一个的正确？_________
    （3）为了检验“猜想C”：是否正确，可在上述实验基础上再增加一个步骤，写出你所设计的这一实验步骤。
    （4）在“步骤2”中，若木块上方砝码的重为0.5N，当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，则砝码与木块间摩擦力的大小_______
    A．大于0.5N
    B．大于零且小于0.5N
    C．等于0.5N
    D．等于零
    （5）考虑到影响摩擦力的因素较多，在上述探究过程中总要控制某些因素不变，进而寻找摩擦力的大小与另外一个因素的关系，这种研究问题的方法叫做“控制变量法”。想想看：在我们已学的物理知识中，研究哪些问题时用到过这种方法？（试举一例）_____________________ 。
    本题信息：2010年江苏期中题物理探究题难度极难 来源:牛青丹
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本试题 “在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的过程中，一些同学做出了以下猜想：猜想A：滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关；猜想B：滑动摩擦力的大小...” 主要考查您对

影响摩擦力大小的因素

控制变量法和科学探究的过程

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  • 影响摩擦力大小的因素
  • 控制变量法和科学探究的过程
影响摩擦力大小的因素：
摩擦力的大小跟相互接触物体表面的粗糙程度有关，和物体问的正压力有关。
探究影响摩擦力大小的因素：

提出问题：摩擦力的大小与什么因素有关？

猜想与假设：
A：可能与接触面所受的压力有关
B：可能与接触面的粗糙程度有关
C：可能与接触的面积大小有关

设计实验：
器材：木板、木块、弹簧测力计、砝码、棉布
原理：二力平衡的条件

步骤：
1、把木块放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出这时的拉力F1；

2、在木块上放砝码，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出这时的拉力F2；

3、在木板上固定好毛巾，放上木块，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出这时的拉力F3；



结论：
结论一：接触面的粗糙程度一定时，压力越大摩擦力越大；
结论二：压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力就越大。
如何解决摩擦力实验探究中测力计示数不稳定的问题：
    在测量木块与长木板之间的摩擦力时只有当木块做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小，实际操作过程中，木块的运动状态不稳定，弹簧测力计的示数就不稳定，很难读数。当拉动长木板时，木块处于静止状态，较好地解决了这个问题。
例：在探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验中，选用的器材有：正方体木块，读数准确的弹簧测力计，粗糙程度均匀的长术板等。
(1)采用如图甲所示的实验装置测量小块与长木板之间的摩擦力时，发现弹簧测力计示数不稳定，很难读数，其原因是____。
(2)为解决上述问题，小娟对实验装置进行了改进，用图乙所示的装置进行实验，解决了上述问题，这是因为____。

解析：甲图中，只有当木块做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小，当木块的运动状态不稳定时，弹簧测力计的示数也不稳定，很难读数。乙图中，无论长木板怎样向左运动，木块在水平方向上受弹簧测力计向右的拉力和向左的摩擦力，二力平衡，始终静止不动，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
答案：(1)很难保持木块做匀速直线运动 (2)无论长木板怎样运动，木块都处于静止状态，便于读数
控制变量法：
物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验：
探究影响蒸发快慢的因素；
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素；
探究影响压力的作用效果的因素；
探究影响液体压强大小的因素；
探究影响浮力大小的因素；
探究影响动能大小的因素；
探究影响重力势能大小的因素；
验证欧姆定律

科学探究过程：
科学探究过程的一些环节：提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。
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