题目内容

4．探究实验
（1）在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时，小聪猜想滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．他用如图1所示的方法，做了一个对比实验来验证其猜想．

他的实验步骤如下：
第一步：把木块按图1（甲）的方式放在木桌上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，观察弹簧测力计的示数为F1，并记录Fl的大小．
第二步：把木块按图1（乙）的方式放在铺有棉布的桌子上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，观察弹簧测力计的示数为F2，并记录F2的大小．
小红认为他的做法不妥，他没有控制好两个相互接触的物体材料相同，所以实验结果不能充分说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
请你对上面的实验提出改进意见，并设计一个（改进后）实验测量数据记录表格．
（2）现有A、B两组仪器．
A组：如图所示的用来测量液体内部压强的仪器两个．
B组：两个相同的烧杯、刻度清晰的量筒、已调平的天平（不含砝码）．
小聪和小红分别用这两组仪器来鉴别哪杯是清水，哪杯是浓盐水．
①小聪用A组仪器来鉴别．他是依据不同液体在同一深度产生的压强与密度有关，液体的密度越大，压强越大进行实验的．他在实验时，应注意的关键之处是：保持两个压强计的金属盒在两种液体液中的深度相同．
②小红用B组仪器来鉴别．她在实验时，应注意的关键之处是：用量筒量取等体积的两种液体．

分析 （1）根据题中的猜想，然后应用控制变量法设计实验进行验证．
要探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，需要控制压力大小，接触面积的大小，物体的材料，运动速度等条件相同，只改变接触面的粗糙程度；
（2）①液体压强大小通过U型管内液面的高度差来反映的，液面高度差越大，液体的压强越大．这是一种转换法的运用；
液体的压强跟液体的深度和密度有关．液体的密度一定时，液体越深，液体压强越大；在液体的深度一定时，液体的密度越大，液体压强越大；
②根据m=ρv，不同液体的体积相同，密度越大的液体，质量越大来比较．

解答 解：（1）要验证滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，需要保持压力、接触面的材料等因素相同，改变接触面的粗糙程度．
改进意见：保持木质桌面不变，将木块的各个表面进行打磨，使其各个表面粗糙程度都不同，这样可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系．
实验步骤如下：
第一步：把木块很粗糙的一个表面放在木桌上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，观察弹簧测力计的示数为F1，并记录Fl的大小．
第二步：把木块较粗糙的一个表面放在木桌上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，观察弹簧测力计的示数为F2，并记录F2的大小．
第三步：把木块较光滑的一个表面放在木桌上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，观察弹簧测力计的示数为F3，并记录F3的大小．
实验表格如下：

实验次数压力情况接触面情况弹簧测力计的示数F/N 滑动摩擦力f/N
1一个木块很粗糙  
2一个木块较粗糙  
3一个木块较光滑  
（2）①由于清水和盐水的密度不同，在相同深度产生的压强不同，液体的密度越大，液体压强越大．
将压强计的金属盒放入两种液体的相同深度处，则U型管内液面的高度差较大那一杯是盐水，另一杯是清水．
所以小聪的依据不同液体在同一深度产生的压强与密度有关，液体的密度越大，压强越大进行实验的．
在探究液体的压强跟液体的密度有关时，就要控制压强计浸入液体的深度不变，即关键是保持金属盒在两种液体中的深度相同．
②由于已调平的天平（不含砝码），因此无法准确测量液体的质量（调节杯中液体的量时，不便操作），但是可以用量筒测量液体的体积，
所以用量筒量取等体积的两种液体分别倒入两个相同的烧杯中，再将两烧杯放到已调平天平的两个托盘上，下沉一端是盐水，另一端是清水．
所以关键之处是用量筒量取等体积的两种液体．
故答案为：（1）改进意见：保持木质桌面不变，将木块的各个表面进行打磨，使其各个表面粗糙程度都不同，这样就可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系；实验表格见上；
（2）①不同液体在同一深度产生的压强与密度有关，液体的密度越大；保持金属盒在两种液体中的深度相同；②用量筒量取等体积的两种液体．

点评 本题考查了影响滑动摩擦力大小的因素和鉴别物质的方法等知识，应用控制变量法是正确解题的关键，是一道综合题，难度较大．

练习册系列答案
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