题目内容

20.小明发现家中厨房里的瓷砖墙面上用如图甲所示的塑料吸盘挂炊具,于是他想:塑料吸盘所能挂的最大物重大小与什么因素有关呢?经过思考,小明猜想可能与塑料吸盘的面积大小有关.
(1)如图所示,塑料吸盘能“吸”在平滑的瓷砖墙面上,是由于大气压的存在,吸盘能够承受一定的拉力而不脱落,是由于吸盘受到墙面的摩擦力作用.
(2)除了小明的猜想之外,请你再提出一个猜想,塑料吸盘所能挂的最大物重可能与墙面的光滑程度有关,你猜想的依据是压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大.
(3)请利用弹簧测力计(量程满足测量要求)和其他铺助器材,设计一个简单实验,验证小明的猜想是否正确,简述你的实验方案.
简要做法;将两只直径大小不同的吸盘式挂钩紧压在同一墙面上;分别用弹簧测力计向下拉挂钩直至吸盘脱落,记下弹簧测力计的示数F1、F2,然后比较两拉力的大小,根据两拉力大小关系得出结论.
如何判断;如果F1=F2,则塑料吸盘所能挂的最大物重大小可能与塑料吸盘的面积大小无关;
如果:F1≠F2,塑料吸盘所能挂的最大物重大小可能与塑料吸盘的面积大小有关.

分析 吸盘是利用大气压来进行工作的,在大气压不变的情况下,挂钩面积的大小和墙面的光滑程度可以会影响到它承受重物的重量.探究时,要针对猜想,运用控制变量法,选择相关的器材,对所猜想的量进行研究.

解答 解:(1)使用塑料吸盘时,先挤走里边的空气,使其内部近似真空,气体压强非常小,吸盘外的大气压远大于吸盘内的气体压强,在外界大气压的作用下,吸盘压在了平滑的瓷砖墙面上;
吸盘在大气压力作用下被压在平滑的瓷砖墙面上,吸盘受到墙面的摩擦力作用,吸盘能够承受一定的拉力而不脱落.
(2)猜想:塑料吸盘所能挂的最大物重可能与墙面的光滑程度有关有关,猜想的依据:在压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大.
(3)验证“塑料吸盘所能挂的最大物重大小可能与塑料吸盘的面积大小有关”.
简要做法:将两只直径大小不同的吸盘式挂钩紧压在同一墙面上;分别用弹簧测力计向下拉挂钩直至吸盘脱落,记下弹簧测力计的示数F1、F2,然后比较两拉力的大小,根据两拉力大小关系得出结论.
判断方向:如果F1=F2,则塑料吸盘所能挂的最大物重大小可能与塑料吸盘的面积大小无关;
如果:F1≠F2,塑料吸盘所能挂的最大物重大小可能与塑料吸盘的面积大小有关.
故答案为:(1)大气压;摩擦力;
(2)墙面的光滑程度;压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大;
(3)将两只直径大小不同的吸盘式挂钩紧压在同一墙面上;分别用弹簧测力计向下拉挂钩直至吸盘脱落,记下弹簧测力计的示数F1、F2,然后比较两拉力的大小,根据两拉力大小关系得出结论;
如果F1=F2,则塑料吸盘所能挂的最大物重大小可能与塑料吸盘的面积大小无关;如果:F1≠F2,塑料吸盘所能挂的最大物重大小可能与塑料吸盘的面积大小有关.

点评 此题是根据自己的猜想,自主设计实验来进行探究,具有一定的开放性,在解决此类题是,同样要紧扣知识点,选择有理论依据的、最具代表性的问题来进行探究,步骤设计上力求简便实用.

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