Question

（2009?新区一模）小新同学是个物理迷，他特别喜欢进行探究实验．
（一）、探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中．
（1）小新在水平桌面上如图，用弹簧测力计水平向左拉动木块，使其作匀速直线运动，弹簧测力计示数如图所示．根据

二力平衡

知识可知，木块所受的滑动摩擦力为

2.8

N．
（2）通过探究，可得到结论：

滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关

．
（3）小新将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半．他由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．你认为他的探究过程中存在的问题是

没有保持压力一定

．
（二）、在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，小新同学们做了如图所示的一系列实验．请你从中选出一些图，针对某一个因素进行探究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明你的探究结果．
（1）探究的因素是：

浮力大小与物体排开液体体积的关系

．
（2）选用的图是：

①②③

． （填图中的序号）．
（3）探究的结果是：

同种液体中，物体排开液体的体积越大，浮力越大

．
（三）、一次小新同学弯曲手中的钢锯片，感觉到弹力大小与弯曲程度有关，同时他猜想弹力大小可能还跟钢锯片的长度有关，于是他和同学合作进行了如图所示的实验，将钢锯片夹在厚书内，伸出的长度（简称长度）用L表示；钢锯片形变量（弯曲程度）即末端侧移量用x表示，钢锯片的弹力用F表示，其大小等于测力计的读数．实验数据如下表：

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
长度L/cm	15	20	25	25	25	25	25	25	25	25
形变量x/cm	2	2	1	2	3	4	5	6	7	8
弹力F/N	0.48	0.22	0.06	0.12	0.18	0.24	0.30	0.39	0.51	0.66

（1）根据哪几次数据分析可知，钢锯片在形变量x一定时，弹力F随长度的增大而减小？
（2）根据3-7次数据分析可知，钢锯片在长度L一定时，弹力F与形变量x之间存在什么关系？
（3）请用表中钢锯片的长度L为25cm时的数据，在右边的坐标纸上画出弹力F与形变量x之间的关系图象．
（4）进一步分析图象，你还可以得到什么结论？

Answer 1

分析：（一）当物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，读出弹簧测力计的示数，即可得出摩擦力．摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，在探究时，应使用控制变量法依次探究．
（二）可分别从排开液体的体积、液体的密度、浸没的深度等角度进行探究，并选择相应的图，得出相应的结论；
（三）在此题的分析中，关键是控制变量法的运用，根据题意，找出对应的数据，明确变量与不变量，再进行分析和比较．

解答：解：（一）（1）通过读取拉力的大小得到摩擦力的大小，这是利用了二力平衡的原理，因为物体做匀速直线运动时，二者是一对平衡力．图中弹簧测力计的示数为2.8N；
（2）通过探究得出的实验结论是：滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关；
（3）当将木块切去一半后，其接触面积减小的同时，其压力也减小了一半，因此，这里探究过程中的问题是没有保持压力一定．
（二）选择不同的探究因素，则对应着不同的实验操作和结论，主要有：
（1）探究因素：浮力大小与物体排开液体体积的关系；（浮力大小与液体密度的关系，浮力大小与物体浸没深度的关系．）
（2）选用的图：①②③；（①④⑤，①③④）
（3）探究结果：同种液体中，物体排开液体的体积越大，浮力越大；（同一物体完全浸没时，液体的密度越大，浮力越大；浸没在液体中的物体所受浮力，与浸没的深度无关．）
（三）（1）阅读表格可知，只有实验1、2、4符合钢锯片形变量x一定，弹力F随长度的增大而减小；
（2）实验3-7次数据分析可知，钢锯片的长度L一定，弹力F随形变量x的增大而增大，且保持比值不变，故二者成正比例关系；
（3）从表格中找出L为25cm时，F与X的值，先画点，再描线，如图所示；

（4）进一步分析图象可以看出，当F超出一定范围后，形变量x与其不再成正比．
故答案为：（一）（1）二力平衡，2.8；（2）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关；（3）没保持压力一定．
（二）（1）探究因素：浮力大小与物体排开液体体积的关系；
（2）选用的图：①②③；
（3）探究结果：同种液体中，物体排开液体的体积越大，浮力越大．
（三）（1）1、2、4；
（2）L一定时F与X成正比；
（3）如图；
（4）钢锯片具有一定的弹性限度，超过了这一限度，弹力与形变程度不再成正比．

点评：（一）在探究摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，除熟记结论外，还要知道是利用了二力平衡的原理和控制变量的方法；
（二）在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中，应分别对排开液体体积、浸没深度、液体密度等进行探究，也要用到控制变量法；
（三）钢锯片的形变量与弹力的关系与弹簧类似，要把握住这一成正比的关系是在弹性限度之内的，绘制图象也是我们应该掌握的技能．