Question

17．科學探究的過程一般要經歷“提出問題”、“猜想與假設”等環節，在課堂學習中進行到“猜想與假設”這一環節時，老師往往要求“要有理由地猜想”，意思是猜想時要結合自己的生活經驗或者是學習過的相關知識，在“探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗中，同學們已有的猜想和理由分別是：

（1）猜想依據：拖動教室中較重的講臺比較輕的課桌感覺費力；
猜想1：滑動摩擦力的大小與物體間的壓力大小有關．
猜想依據：穿上鞋底有花紋的鞋走路時不容易滑倒；
猜想2：滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度有關．
（2）實驗過程需要讓木塊在水平木板（或棉布）上做勻速直線運動；
（3）在如圖所示的甲、乙、丙三次實驗中，其中甲圖的測力計示數是3.6N；
（4）為驗證猜想2，應比較甲和丙兩圖，可得出結論：在壓力相同的情況下，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
（5）愛思考的小藝想要測量斜面上的滑動摩擦力，查閱相關資料了解到，在斜面上的物體受到一個使其下滑的力，當斜面的傾斜程度和物體不變的時候，“下滑力”大小不變，利用如圖所示的裝置設計出了實驗方案，請你幫其補充完整
實驗步驟：
1．用彈簧測力計拉動物塊沿斜面向下做勻速直線運動，測量此時拉力記為F₁；
2．在該斜面上，用彈簧測力計拉動物塊沿斜面向上作勻速直線運動，測量此時拉力記為F₂．
f=$\frac{{F}_{1}{+F}_{2}}{2}$．（用測量物理量的符號表示）

Answer 1

分析 （1）根據生活經驗，提出相應的猜想；
（2）實驗過程中應水平勻速拉動木塊，讓木塊做勻速直線運動；
（3）根據圖示彈簧測力計確定其分度值，讀出其示數；
（4）分析圖示實驗現象，根據實驗控制的變量與實驗現象分析答題；
（5）實驗步驟：①設下滑力為F₀ 拉著物體下滑時，物體受沿斜面向上的摩擦力、沿斜面向下的拉力和沿斜面向下的下滑力．列平衡方程，②拉著物體勻速上滑時，物體受沿斜面向下的摩擦力、沿斜面向下的下滑力和沿斜面向上的拉力，測量此時拉力記為F₂，列出方程，求得f．

解答 解：
（1）猜想依據：拖動教室中較重的講臺比較輕的課桌感覺費力；
猜想Ⅰ：滑動摩擦力的大小與物體間的壓力大小有關．
猜想依據：穿上鞋底有花紋的鞋走路時不容易滑倒；
猜想Ⅱ：滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關．
（2）實驗過程需要讓長方體木塊在水平木板（或棉布）上做勻速直線運動；
（3）由圖甲所示彈簧測力計可知，其分度值是0.2N，示數為3.6N；
（4）由圖甲與圖丙所示實驗可知，物體間的壓力相同而接觸面的粗糙程度不同，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大，由此可得：在壓力相同的情況下，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；
（5）當斜面的傾斜程度和物體不變的時候，“下滑力”大小不變，設下滑力為F₀；
①用彈簧測力計拉動物塊沿斜面向下作勻速直線運動，測量此時拉力記為F₁；則F₁=f-F₀，
②在該斜面上，用彈簧測力計拉動物塊沿斜面向上作勻速直線運動，測量此時拉力記為F₂；則F₂=f+F₀，
由①②可得，f=$\frac{{F}_{1}{+F}_{2}}{2}$．
故答案為：（1）物體間的壓力大小；接觸面粗糙程度；（2）勻速直線；（3）3.6；（4）甲和丙；在壓力相同的情況下，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；（5）2、在該斜面上，用彈簧測力計拉動物塊沿斜面向上作勻速直線運動，測量此時拉力記為F₂；$\frac{{F}_{1}+{F}_{2}}{2}$．

點評 根據實驗經驗提出合理的猜想，然后設計實驗驗證猜想是否正確；解題時要注意控制變量法的應用，正確應用控制變量法是正確解題的關鍵．