Question

（2009?新區一模）小新同學是個物理迷，他特別喜歡進行探究實驗．
（一）、探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的活動中．
（1）小新在水平桌面上如圖，用彈簧測力計水平向左拉動木塊，使其作勻速直線運動，彈簧測力計示數如圖所示．根據

二力平衡

知識可知，木塊所受的滑動摩擦力為

2.8

N．
（2）通過探究，可得到結論：

滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關

．
（3）小新將木塊沿豎直方向截去一半后，測得木塊所受的滑動摩擦力變為原來一半．他由此得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小．你認為他的探究過程中存在的問題是

沒有保持壓力一定

．
（二）、在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時，小新同學們做了如圖所示的一系列實驗．請你從中選出一些圖，針對某一個因素進行探究，并通過分析彈簧測力計的示數，說明你的探究結果．
（1）探究的因素是：

浮力大小與物體排開液體體積的關系

．
（2）選用的圖是：

①②③

． （填圖中的序號）．
（3）探究的結果是：

同種液體中，物體排開液體的體積越大，浮力越大

．
（三）、一次小新同學彎曲手中的鋼鋸片，感覺到彈力大小與彎曲程度有關，同時他猜想彈力大小可能還跟鋼鋸片的長度有關，于是他和同學合作進行了如圖所示的實驗，將鋼鋸片夾在厚書內，伸出的長度（簡稱長度）用L表示；鋼鋸片形變量（彎曲程度）即末端側移量用x表示，鋼鋸片的彈力用F表示，其大小等于測力計的讀數．實驗數據如下表：

實驗次數	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
長度L/cm	15	20	25	25	25	25	25	25	25	25
形變量x/cm	2	2	1	2	3	4	5	6	7	8
彈力F/N	0.48	0.22	0.06	0.12	0.18	0.24	0.30	0.39	0.51	0.66

（1）根據哪幾次數據分析可知，鋼鋸片在形變量x一定時，彈力F隨長度的增大而減小？
（2）根據3-7次數據分析可知，鋼鋸片在長度L一定時，彈力F與形變量x之間存在什么關系？
（3）請用表中鋼鋸片的長度L為25cm時的數據，在右邊的坐標紙上畫出彈力F與形變量x之間的關系圖象．
（4）進一步分析圖象，你還可以得到什么結論？

Answer 1

分析：（一）當物體做勻速直線運動時，拉力與摩擦力是一對平衡力，讀出彈簧測力計的示數，即可得出摩擦力．摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，在探究時，應使用控制變量法依次探究．
（二）可分別從排開液體的體積、液體的密度、浸沒的深度等角度進行探究，并選擇相應的圖，得出相應的結論；
（三）在此題的分析中，關鍵是控制變量法的運用，根據題意，找出對應的數據，明確變量與不變量，再進行分析和比較．

解答：解：（一）（1）通過讀取拉力的大小得到摩擦力的大小，這是利用了二力平衡的原理，因為物體做勻速直線運動時，二者是一對平衡力．圖中彈簧測力計的示數為2.8N；
（2）通過探究得出的實驗結論是：滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關；
（3）當將木塊切去一半后，其接觸面積減小的同時，其壓力也減小了一半，因此，這里探究過程中的問題是沒有保持壓力一定．
（二）選擇不同的探究因素，則對應著不同的實驗操作和結論，主要有：
（1）探究因素：浮力大小與物體排開液體體積的關系；（浮力大小與液體密度的關系，浮力大小與物體浸沒深度的關系．）
（2）選用的圖：①②③；（①④⑤，①③④）
（3）探究結果：同種液體中，物體排開液體的體積越大，浮力越大；（同一物體完全浸沒時，液體的密度越大，浮力越大；浸沒在液體中的物體所受浮力，與浸沒的深度無關．）
（三）（1）閱讀表格可知，只有實驗1、2、4符合鋼鋸片形變量x一定，彈力F隨長度的增大而減小；
（2）實驗3-7次數據分析可知，鋼鋸片的長度L一定，彈力F隨形變量x的增大而增大，且保持比值不變，故二者成正比例關系；
（3）從表格中找出L為25cm時，F與X的值，先畫點，再描線，如圖所示；

（4）進一步分析圖象可以看出，當F超出一定范圍后，形變量x與其不再成正比．
故答案為：（一）（1）二力平衡，2.8；（2）滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關；（3）沒保持壓力一定．
（二）（1）探究因素：浮力大小與物體排開液體體積的關系；
（2）選用的圖：①②③；
（3）探究結果：同種液體中，物體排開液體的體積越大，浮力越大．
（三）（1）1、2、4；
（2）L一定時F與X成正比；
（3）如圖；
（4）鋼鋸片具有一定的彈性限度，超過了這一限度，彈力與形變程度不再成正比．

點評：（一）在探究摩擦力大小與哪些因素有關的實驗中，除熟記結論外，還要知道是利用了二力平衡的原理和控制變量的方法；
（二）在探究浮力大小與哪些因素有關的實驗中，應分別對排開液體體積、浸沒深度、液體密度等進行探究，也要用到控制變量法；
（三）鋼鋸片的形變量與彈力的關系與彈簧類似，要把握住這一成正比的關系是在彈性限度之內的，繪制圖象也是我們應該掌握的技能．