Question

16．科學探究活動通常包括以下要素：提出問題，猜想與假設，設計實驗與制訂計劃，進行實驗與收集證據，分析與論證，評估，交流與合作．某班物理課外學習小組在進行《探究--摩擦力的大小與什么有關》的課題研究時，同學們提出“滑動摩擦力大小可能與接觸面間的壓力有關”

（1）這屬于科學探究活動的猜想與假設要素．
（2）他們用如圖1所示的實驗裝置來探究木塊A受到的滑動摩擦力與壓力的關系，已測得木塊A的質量為100g，測定木板B在拉力作用下發生相對于木塊A運動時彈簧測力計的示數F，得到一組F與相應的放在木塊A上的砝碼重力G的數據（如表）．請根據表中的數據在如圖2所示的方格坐標紙中作出滑動摩擦力F_f與壓力F_N的關系圖象．（g取10N/Kg）

砝碼G/N	0	0.50	1.00	1.50	2.00
壓力FN/N	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00
彈簧測力計讀數F/N	0.30	0.45	0.60	0.76	0.90
滑動摩擦力F1/N

（3）根據你作出的圖象所得出的結論判斷：當放在木塊A上的砝碼重力G為3.00N，木板B在拉力作用下發生相對于木塊A運動時，木塊A所受滑動摩擦力應為1.2N．鉤碼與木塊A之間的摩擦力為0N．
（4）若拉動木塊B做加速運動則木塊A受到的摩擦力將不變．（填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）知道科學探究的主要環節有：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作．
（2）影響摩擦力大小的因素有壓力和接觸面的粗糙程度，當探究木塊A受到的滑動摩擦力與壓力的關系時，需要控制木塊A與與木塊B之間接觸面的粗糙程度不變，改變木塊A對木塊B的壓力；根據記錄的數據，采用描點法就可以繪制出摩擦力與壓力關系的圖象．
（3）木塊A對B的壓力等于砝碼的重力與木塊A重力的和，根據壓力大小就可以從圖象上找出所對應的摩擦力的大小．
（4）根據影響摩擦力大小的因素進行分析．

解答 解：（1）科學探究的七個環節依次是：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與搜集數據、分析與論證、評估、交流與合作．同學們提出“滑動摩擦力大小可能與接觸面間的壓力有關”屬于七個環節中的猜想與假設環節．
（2）由于A始終處于靜止狀態，拉力與摩擦力平衡，所以摩擦力的大小是通過彈簧測力計拉力的大小體現的，無論木塊B是否做勻速直線運動，彈簧測力計的示數都等于摩擦力的大小．

砝碼G/N	0	0.50	1.00	1.50	2.00
壓力FN/N	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00
彈簧測力計讀數F/N	0.30	0.45	0.60	0.76	0.90
滑動摩擦力Ff/N	0.30	0.45	0.60	0.76	0.90

圖象如圖：

（3）由記錄的數據和圖象可以看出，摩擦力與壓力大小成正比，并且滿足F_f=0.3F_N；當放在木塊A上的砝碼重力G為3.00N，木塊A對B的壓力為F_N=1N+3.00N=4N，因此木塊A所受滑動摩擦力F_f=0.3F_N=0.3×4N=1.2N．
由于鉤碼與木塊始終保持靜止，所以摩擦力為0；
（4）拉動木塊B做加速運動，由于壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力大小不變．
故答案為：（1）猜想與假設；（2）見上表；見上圖；（3）1.2；0；（4）不變．

點評 （1）本題屬于探究摩擦力實驗的改進，常規做法用彈簧測力計水平勻速拉動木塊有一定難度，不容易做到；
（2）采用圖中設計，無論木塊B是否做勻速直線運動，木塊A都處于靜止狀態（即平衡狀態），這樣拉力等于摩擦力，而且無論拉木塊B速度多少，摩擦力都一樣，不改變摩擦力大小，所以容易讀數．