Question

1．一質(zhì)量均勻分布、正反面相同的長(zhǎng)方形木板，以中線MN為界，對(duì)比觀察左右兩部分，發(fā)現(xiàn)粗糙程度可能不一樣，哪一側(cè)更粗糙？同學(xué)們進(jìn)行了研究．
（1）①小華將滑塊放木板上，通過(guò)細(xì)線和固定的測(cè)力計(jì)相連，如圖甲．水平向右拉動(dòng)木板，待示數(shù)穩(wěn)定時(shí)，記下滑塊經(jīng)過(guò)左、右兩部分時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F_左和F_右，發(fā)現(xiàn)F_左＞F_右，則木板的左側(cè)更粗糙，實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要（選填“需要”或“不需要”）勻速拉動(dòng)木板．
②小華左右手戴上同樣的手套，木板水平對(duì)稱(chēng)地放在左右手上，現(xiàn)左手向左、右手向右，使兩手距離快速增大，若木板向右運(yùn)動(dòng)，則木板左側(cè)更粗糙．
（2）小明用圖乙實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行如下操作：
A．將輕彈簧的一端分別固定在板上MN左右兩側(cè)的P、Q點(diǎn)，另一端分別與同一滑塊接觸．
B．移動(dòng)滑塊使彈簧壓縮相同的長(zhǎng)度，由靜止釋放滑塊，使滑塊越過(guò)MN但不滑離木板．
C．分別測(cè)出滑塊越過(guò)MN后滑行的距離x₁和x₂．
小明想根據(jù)x₁和x₂的大小關(guān)系判斷木板的粗糙程度，小華提出疑義．
①為能根據(jù)x₁和x₂的大小關(guān)系作出正確判斷，請(qǐng)指出小明實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題是：不能確定滑塊經(jīng)過(guò)中線MN時(shí)的速度相同．
②改進(jìn)方法：將彈簧的一端固定在中線MN上，另一端分別與同一滑塊接觸，移動(dòng)滑塊使彈簧壓縮相同的長(zhǎng)度，由靜止釋放滑塊，這樣做的目的：滑塊經(jīng)過(guò)中線MN時(shí)的速度相同．在滑塊不滑離木板的前提之下，分別測(cè)出滑塊滑行的距離x₁ 和x₂．
（3）小紅使滑塊分別從左右兩側(cè)滑上木板，測(cè)出滑塊運(yùn)動(dòng)的速度，作出滑塊從兩端分別運(yùn)動(dòng)至MN過(guò)程中的速度v和時(shí)間t的關(guān)系圖線如圖丙，則圖線a（選填“a”或“b”）所對(duì)應(yīng)的滑塊滑行的距離x較遠(yuǎn)，判斷的依據(jù)是b所對(duì)應(yīng)的接觸面更粗糙，從而判斷圖線a所對(duì)應(yīng)的表面對(duì)滑快的阻力更小．（選填“大”或“小”）

Answer 1

分析 （1）①按圖中的裝置拉動(dòng)木板時(shí)，滑塊相對(duì)于桌面靜止，拉力與摩擦力的大小相同，拉力越大，說(shuō)明摩擦力越大，物體表面越粗糙；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，木板向左運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明左側(cè)摩擦力大，則左側(cè)更粗糙；
（2）根據(jù)控制變量法，應(yīng)控制滑塊越過(guò)中線時(shí)的速度相同，可據(jù)此對(duì)小明的實(shí)驗(yàn)方案提出意見(jiàn)并改進(jìn)；
（3）分析圖象，理解橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)所含的意思可得出結(jié)論．

解答 解：（1）①如圖甲，水平向右拉動(dòng)木板，待示數(shù)穩(wěn)定時(shí)，記下滑塊經(jīng)過(guò)左、右兩部分時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F_左和F_右，若F_左＞F_右，則說(shuō)明左側(cè)摩擦力大，即木板的左側(cè)更粗糙；
實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑塊相對(duì)于桌面是靜止的，因此受力平衡，不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)木板．
②小華左右手戴上同樣的手套，木板水平對(duì)稱(chēng)地放在左右手上，現(xiàn)左手向左、右手向右，使兩手距離快速增大，若木板向左運(yùn)動(dòng)，則說(shuō)明左側(cè)摩擦力大，即木板左側(cè)更粗糙．
（2）①根據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)過(guò)程可知，若依據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)x₁和x₂的大小關(guān)系判斷木板的粗糙程度并不科學(xué)，因?yàn)檫@一實(shí)驗(yàn)過(guò)程不能確定滑塊經(jīng)過(guò)中線MN時(shí)的速度相同，不符合控制變量法的要求．
②改進(jìn)方法：將彈簧的一端固定在中線MN上，另一端分別與同一滑塊接觸，移動(dòng)滑塊使彈簧壓縮相同的長(zhǎng)度，由靜止釋放滑塊，這樣做的目的：滑塊經(jīng)過(guò)中線MN時(shí)的速度相同；
對(duì)小明的實(shí)驗(yàn)可做出這樣的改進(jìn)：將彈簧的一端固定在中線MN上，另一端分別與同一滑塊接觸，移動(dòng)滑塊使彈簧壓縮相同的長(zhǎng)度，由靜止釋放滑塊，使滑塊不滑離木板，分別測(cè)出滑塊滑行的距離x₁和x₂；
（3）由圖乙可知，滑塊滑到平面時(shí)，由圖丙可得初速度相同，在相同時(shí)間內(nèi)，b的速度降低的多，說(shuō)明b所對(duì)應(yīng)的接觸面更粗糙；圖線a所對(duì)應(yīng)的滑塊滑行的距離x較遠(yuǎn)，判斷的依據(jù)是b所對(duì)應(yīng)的接觸面更粗糙；從而判斷圖線a所對(duì)應(yīng)的表面對(duì)滑快的阻力更小．
故答案為：
（1）①左；不需要； ②左；
（2）①速度；
②滑塊經(jīng)過(guò)中線MN時(shí)的速度相同；測(cè)出滑塊滑行的距離x₁ 和x₂；（3）a；b所對(duì)應(yīng)的接觸面更粗糙；小．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考察控制變量法的使用，并會(huì)對(duì)圖象進(jìn)行分析，具有一定難度．