Question

科學(xué)探究活動通常包括以下環(huán)節(jié)：提出問題，作出假設(shè)，制訂計(jì)劃并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)，分析論證，評估交流等．一位同學(xué)學(xué)習(xí)了滑動摩擦力后，懷疑滑動摩擦力可能與接觸面積有關(guān)，于是他準(zhǔn)備用實(shí)驗(yàn)探究這個(gè)問題．
（1）這位同學(xué)認(rèn)為：滑動摩擦力的大小與接觸面積成正比，這屬于科學(xué)探究活動的

作出假設(shè)

環(huán)節(jié)．
（2）為完成本實(shí)驗(yàn)，需要自己制作木塊，他應(yīng)制作的木塊是下列選項(xiàng)中的

C

．
A．各面粗糙程度相同的正方體木塊
B．各面粗糙程度不相同的正方體木塊
C．各面粗糙程度相同，長寬高各不相等的長方體木塊
D．各面粗糙程度不相同，長度高各不相等的長方體木塊
（3）某同學(xué)在做測定木板的動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案．
方案A：木板水平固定，通過彈簧秤水平拉動木塊，如圖（a）所示；
方案B：木塊固定，通過細(xì)線水平拉動木板，如圖（b）所示．

①上述兩種方案中，你認(rèn)為更合理的是方案

b

，原因是

方案A操作需要勻速拉動木塊，難以控制，且要讀運(yùn)動中的彈簧測力計(jì)的讀數(shù)；方案B操作只要使木板運(yùn)動即可，不必限定勻速運(yùn)動，且彈簧測力計(jì)不動容易讀數(shù)．

；
②該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測量的物理量是

木塊的重力、每次拉木板時(shí)木塊和木板間的摩擦力

；
③除了實(shí)驗(yàn)必需的彈簧秤、木板、木塊、細(xì)線外，該同學(xué)還準(zhǔn)備了質(zhì)量為200g的配重若干個(gè)．該同學(xué)在木塊上加放配重，改變木塊對木板的正壓力（g=10m/s²）．記錄了5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
配重（個(gè)數(shù)）	0	1	2	3	4
彈簧秤讀數(shù)（N）	0.50	1.00	1.50	1.80	2.50
測木塊重（N）	2.00

請根據(jù)上述數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上做出木塊所受摩擦力和壓力的關(guān)系圖象：由圖象可測出木板和木塊間的動摩擦因數(shù)是

0.25

．

Answer 1

分析：（1）針對所研究的問題提出自己的看法，因?yàn)榻Y(jié)論的正確性有待于實(shí)驗(yàn)的探究結(jié)果，因此，這屬于科學(xué)探究的“猜想與假設(shè)”環(huán)節(jié)；
（2）根據(jù)控制變量法的要求，此實(shí)驗(yàn)要求保持壓力和接觸面的粗糙程度不變，據(jù)此可判斷各選項(xiàng)是否符合實(shí)驗(yàn)要求；
（3）實(shí)驗(yàn)中我們是根據(jù)拉力與摩擦力是一對平衡力的原理，才通過測力計(jì)讀出摩擦力大小的，因此，在操作時(shí)要保持物體做勻速直線運(yùn)動，這也是實(shí)驗(yàn)操作中較難保持的地方，方案二的改進(jìn)則很好地解決了這一問題；根據(jù)μ=

f

FN

確定需要測量的物理量，根據(jù)圖線的斜率求出動摩擦因數(shù)的大�。�

解答：解：（1）針對實(shí)驗(yàn)的目的，這位同學(xué)提出了自己的想法，這屬于科學(xué)探究的“猜想與假設(shè)”環(huán)節(jié)；
（2）在探究摩擦力大小與接觸面積大小的關(guān)系，必須要保證壓力與接觸面的粗糙程度不變，只改變接觸面積的大小，因此，只有選項(xiàng)C符合題意；
（3）①比較兩種實(shí)驗(yàn)方案的操作過程可以看出，方案a中物體在彈簧測力計(jì)作用下很難控制它一直做勻速直線運(yùn)動，方案b中拉動的是木板，彈簧測力計(jì)與木塊相對靜止，此時(shí)讀數(shù)更準(zhǔn)確．更合理的是方案b．
②根據(jù)f=μF_N得，μ=

f

FN

=

f

mg

，知需要測量的物理量為木塊的重力、每次拉木板時(shí)木塊和木板間的摩擦力．
③圖線的斜率表示動摩擦因數(shù)，則μ=

2.5

10

=0.25．
故答案為：（1）作出假設(shè)　
（2）C　　
（3）①b  方案A操作需要勻速拉動木塊，難以控制，且要讀運(yùn)動中的彈簧測力計(jì)的讀數(shù)；方案B操作只要使木板運(yùn)動即可，不必限定勻速運(yùn)動，且彈簧測力計(jì)不動容易讀數(shù)．
②木塊的重力、每次拉木板時(shí)木塊和木板間的摩擦力
③圖象如圖所示．
μ=0.25

點(diǎn)評：通過此實(shí)驗(yàn)主要考查了對科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)過程的熟悉、對控制變量法的運(yùn)用以及對實(shí)驗(yàn)操作過程的合理改進(jìn)等．在對動摩擦因數(shù)的計(jì)算中，要依據(jù)題目中所提供的信息，在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行活學(xué)活用，在這里關(guān)鍵是要分析出f與N的大小．