Question

【题目】一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了如下实验探究．
（1）①小华将滑块放木板上，通过细线和固定的测力计相连，如图甲．在某次试验中，水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左的示数如图丁所示以及F右 ， 则F左的大小为N，若F左＞F右 ， 则木板的侧更粗糙，实验时（选填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板． ②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则木板侧更粗糙．
（2）小明用图乙实验装置，进行如下操作： A．将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点，另一端分别与同一滑块接触．
B．移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块越过MN但不滑离木板．
C．分别测出滑块越过MN后滑行的距离χ1和χ2 ．
小明想根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑义．
①为能根据χ1和χ2的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是 ．
②简述改进方法： ．
（3）小红使滑块分别从左右两侧滑上木板，测出滑块运动的速度，作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图线如图丙，则图线（选填“a”或“b”）所对应的接触面更粗糙，判断的依据是 ．

Answer 1

【答案】
（1）1.8；左；不需要；左
（2）不能确定滑块越过中线MN时速度相同；将弹簧的一端固定在中线MN上，另一端分别与同一滑块接触，移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块不滑离木板．分别测出滑块滑行的距离χ1和χ2
（3）b；b图线物块的速度变化快
【解析】解：（1）①测力计分度值为0.1N，示数为1.8N； 如图甲，水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右 ， 若F左＞F右 ， 则说明左侧摩擦力大，即木板的左侧更粗糙；
实验时，滑块相对于桌面是静止的，因此受力平衡，不需要匀速拉动木板．②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则说明左侧摩擦力大，即木板左侧更粗糙．（2）①根据小明的实验过程可知，若依据小明的实验，根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度并不科学，因为这一实验过程不能确定滑块经过中线MN时的速度相同，不符合控制变量法的要求．②对小明的实验可做出这样的改进：将弹簧的一端固定在中线MN上，另一端分别与同一滑块接触，移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块不滑离木板，分别测出滑块滑行的距离x1和x2 ． （3）由图象可知，在相同时间内，a的速度减小的慢，b的速度减小的快，说明b受到的摩擦阻力更大，则图线b所对应的接触面更粗糙．
所以答案是：（1）①1.8；左；不需要；②左；（2）①不能确定滑块越过中线MN时速度相同；②将弹簧的一端固定在中线MN上，另一端分别与同一滑块接触，移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块不滑离木板．分别测出滑块滑行的距离χ1和χ2③b；b图线物块的速度变化快．
【考点精析】关于本题考查的探究弹簧测力计原理的实验，需要了解弹簧在不损坏的前提下，受到的拉力或压力越大，弹簧的形变量越大．（在一定范围内、一定限度内、弹性限度内，都可以．也可以说成正比）才能得出正确答案．