题目内容
15．一质量均匀分布、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？同学们进行了研究．
（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．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，则木板的左侧更粗糙，实验时不需要（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，则木板左侧更粗糙．
（2）小明用图乙实验装置，进行如下操作：
A．将相同轻弹簧的一端分别固定在MN上的P、Q点，另一端分别与相同的滑块接触．
B．移动滑块压缩弹簧，使弹簧缩短不同长度，由静止释放滑块，使滑块向左、向右滑动．
C．分别测出滑块向左、向右滑行的距离为x1和x2．
小明根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑义．
为能根据x1和x2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不能确定滑块经过中线MN时的速度相同．
改正实验方法后，若x1＞x2，则木板右侧更粗糙．
（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b（选填“a”或“b”）所对应的接触面更粗糙，判断的依据是b图线物块的速度变化快．
分析 （1）①按图中的装置拉动木板时，滑块相对于桌面静止，拉力与摩擦力的大小相同，拉力越大，说明摩擦力越大，物体表面越粗糙；
②根据实验现象，木板向左运动，说明左侧摩擦力大，则左侧更粗糙；
（2）根据控制变量法，应控制滑块越过中线时的速度相同，可据此对小明的实验方案提出意见并改进；
（3）根据接触面越粗糙，对滑块的阻力越大，滑块的速度减小会越快，相反，滑块的速度减小会越慢，据此对照图象可做出判断．
解答 解：（1）①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，若x1＞x2，说明木板在右侧时木板受到摩擦力较大，即右面更粗糙，即右侧；
（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．
故答案为：
（1）①左；不需要； ②左；（2）①不能确定滑块经过中线MN时的速度相同；②右；（3）b； b图线物块的速度变化快．
点评 在本题的探究实验中，关键要抓住一点，即接触面粗糙程度对摩擦力的影响．同时还要熟练运用控制变量法以及二力平衡条件等进行分析，能准确从图象中读取信息等．
练习册系列答案
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19．实验中的操作技巧对于实验的完成和探究有着非常重要的作用．下列实验操作说明错误的是 （ ）
| A． | 用温度计测量瓶中酒精温度和从瓶中拿出来后的现象进行比较可以探究蒸发吸热 | |
| B． | 探究液化时，用酒精灯给水加热，是为了说明只有温度高的水蒸气才能液化 | |
| C． | 在两片相同的玻璃片上分别滴一滴水和酒精都放在阳光下可研究蒸发快慢与液体种类的关系 | |
| D． | 观察冰、烛蜡的实验中，冰与烛蜡应碾碎才能与温度计玻璃泡充分接触 |
6．在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦振动频率受一些因素影响．如表列出实验用的9种不同规格的琴弦，并借来一个专门测量振动频率的仪器，他和同学们利用器材，计划探究“琴弦振动频率跟琴弦的横截面积的关系”：
（1）小华和他的同学们计划探究的自变量是琴弦的横截面积，应该控制的变量是琴弦的材料和长度．
（2）如果小华选择了琴弦E、G、H进行实验．根据所选的琴弦，小华和他的同学们实际探究琴弦振动频率跟琴弦的材料的关系．
（3）小华他们为了完成计划探究的实验，应选择琴弦A、B、C（或D、E）（填写琴弦的编号）．
（1）小华和他的同学们计划探究的自变量是琴弦的横截面积，应该控制的变量是琴弦的材料和长度．
（2）如果小华选择了琴弦E、G、H进行实验．根据所选的琴弦，小华和他的同学们实际探究琴弦振动频率跟琴弦的材料的关系．
（3）小华他们为了完成计划探究的实验，应选择琴弦A、B、C（或D、E）（填写琴弦的编号）．
| 编号 | 材料 | 长度（cm） | 横截面积（mm2） |
| A | 铜 | 60 | 0.76 |
| B | 铜 | 60 | 0.89 |
| C | 铜 | 60 | 1.02 |
| D | 铜 | 80 | 0.76 |
| E | 铜 | 80 | 1.02 |
| F | 铜 | 100 | 1.02 |
| G | 钢 | 80 | 1.02 |
| H | 尼龙 | 80 | 1.02 |
| I | 尼龙 | 100 | 1.02 |
3．某小组同学根据“浸入水中的铁块最终静止在容器底部、浸入水中的木块最终漂浮水面上”的现象，猜想：物块的密度可能会对她浸入水中后的最终状态有影响，欲使他们用若干体积相同、密度不同的实心物块和水进行实验，并将实验数据及观察到的实验现象记录在表中．
（1）分析比较实验序号1或2或3的数据及现象，可得出的初步结论是：当浸入水中实心物块的密度大于水的密度时，物块最终静止在容器底部．
（2）分析比较实验序号4或5或6中的数据及现象，可得出的初步结论是：当浸入水中实心物块的密度小于水的密度时，物块最终漂浮在水面上．
（3）分析比较实验西药4、5和6中的数据、现象及相关条件，可得出的初步结论是：体积相同的实心物块，密度越小的露出水面的体积越大．
（4）小明同学认为上述实验数据有限，得到的初步结论未必有普遍性，应该用更多的实验数据进行验证，于是他决定进一步研究密度范围在0.8×103千克/米3至1.6×103千克/米3内的实心物块浸入水中后的最终状态，为上述结论提供足够的证据．
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 物块 | A | B | C | D | E | F |
| 物块的密度（x103千克/米3） | 2.7 | 2.2 | 1.6 | 0.8 | 0.6 | 0.4 |
| 实验现象 |  |  |  |  |  |  |
（2）分析比较实验序号4或5或6中的数据及现象，可得出的初步结论是：当浸入水中实心物块的密度小于水的密度时，物块最终漂浮在水面上．
（3）分析比较实验西药4、5和6中的数据、现象及相关条件，可得出的初步结论是：体积相同的实心物块，密度越小的露出水面的体积越大．
（4）小明同学认为上述实验数据有限，得到的初步结论未必有普遍性，应该用更多的实验数据进行验证，于是他决定进一步研究密度范围在0.8×103千克/米3至1.6×103千克/米3内的实心物块浸入水中后的最终状态，为上述结论提供足够的证据．
10．小科在观看世界冰壶锦标赛时猜想：冰壶在冰面上的滑行距离，除了与离手时的速度大小、接触面的粗糙程度有关外，还可能与质量有关．
为了验证这一猜想，小科、小敏和小思做了如下实验（如图所示）：在木块上加放数量不等的钩码后，让木块从O点静止滑下，记录木块和钩码的总质量m和它在水平面的滑行距离S，记录数据如表
（1）木块每次都从O点沿光滑的斜面静止下滑，到达A点的速度 相同．
（2）从上述数据分析，可以得到的结论是：在初速度和接触面粗糙程度相同的条件下，物体在水平面上滑行的距离与物体的质量大小无关．
（3）小敏认为：木块及钩码的质量越大，对水平面的压力越大，则滑行中受到的阻力也越大，滑行距离就会越短．因此，他认为数据有问题，于是对上表数据做了如下改动：
请你评判小敏的做法并阐述理由：小敏的做法是错误的．我们做实验记录数据时要尊重客观事实，不能随便更改数据．
为了验证这一猜想，小科、小敏和小思做了如下实验（如图所示）：在木块上加放数量不等的钩码后，让木块从O点静止滑下，记录木块和钩码的总质量m和它在水平面的滑行距离S，记录数据如表
| 质量m/kg | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 |
| 滑行距离s/m | 0.42 | 0.41 | 0.43 | 0.42 | 0.43 | 0.42 | 0.42 |
（2）从上述数据分析，可以得到的结论是：在初速度和接触面粗糙程度相同的条件下，物体在水平面上滑行的距离与物体的质量大小无关．
（3）小敏认为：木块及钩码的质量越大，对水平面的压力越大，则滑行中受到的阻力也越大，滑行距离就会越短．因此，他认为数据有问题，于是对上表数据做了如下改动：
请你评判小敏的做法并阐述理由：小敏的做法是错误的．我们做实验记录数据时要尊重客观事实，不能随便更改数据．
20．物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动．为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，同学小王有如下猜想：
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
（1）为了验证猜想一，应比较实验序号1和3，结论是：物体由静止开始下落，下落的快慢与材料无关；
（2）根据表中的数据，宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放，它们将A
A、同时落地 B、铁片先落地，羽毛后落地 C、羽毛先落地，铁片后落地
（3）小敏同学也对这个问题进行了研究，她让两片完全相同的纸（一张平铺，另一张对折）同时从三楼由静止开始下落，她发现两片纸不相等（同时/不同时）着地，此下落过程中两片纸作的纸所受的阻力相对于纸的重力不能忽略不计（是/不是）自由落体运动．
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
| 实验序号 | 材料 | 物质质量 （kg） | 下落高度（m） | 下落时间（s） |
| 1 | 铁球 | 1 | 20 | 1.96 |
| 2 | 铁球 | 1 | 30 | 2.47 |
| 3 | 铅球 | 1 | 20 | 1.96 |
| 4 | 铅球 | 1 | 20 | 1.96 |
（2）根据表中的数据，宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放，它们将A
A、同时落地 B、铁片先落地，羽毛后落地 C、羽毛先落地，铁片后落地
（3）小敏同学也对这个问题进行了研究，她让两片完全相同的纸（一张平铺，另一张对折）同时从三楼由静止开始下落，她发现两片纸不相等（同时/不同时）着地，此下落过程中两片纸作的纸所受的阻力相对于纸的重力不能忽略不计（是/不是）自由落体运动．
7．
某研究性学习小组的同学为了制作能够方便鉴别液体种类的仪器．他们猜测漂浮在液面上的物体浸在液体中的深度可能与物体的质量、液体的种类存在着某种关系，并进行实验探究．实验时，该小组同学选用一个圆柱形的瓶子，内装不同质量的细沙，先后漂浮在甲、乙两种液体中，并用仪器测出每一次实验时瓶和细沙的总质量及圆柱形的瓶子底部所处的深度h（已知甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙），如图所示．记录的数据如表一、表二所示．
表一 液体甲
表二 液体乙
（1）分析比较实验序号l、2、3或4、5、6的数据及相关条件，可初步得出结论：漂浮在同种液体中的圆柱形瓶子，它浸在液体中的深度与瓶和沙的总质量成正比．
（2）分析比较实验的数据及相关条件，可知甲、乙两种液体的密度关系是ρ甲＜ρ乙（填“＜”或“＞”或“=”）．
（3）实验序号1的这次实验，圆柱形瓶子所受的浮力为2牛（g取10牛/千克），若圆柱形瓶子的底部面积为0.002米2，则甲液体的密度为1.1×103千克/米3（结果保留小数点后1位）．
某研究性学习小组的同学为了制作能够方便鉴别液体种类的仪器．他们猜测漂浮在液面上的物体浸在液体中的深度可能与物体的质量、液体的种类存在着某种关系，并进行实验探究．实验时，该小组同学选用一个圆柱形的瓶子，内装不同质量的细沙，先后漂浮在甲、乙两种液体中，并用仪器测出每一次实验时瓶和细沙的总质量及圆柱形的瓶子底部所处的深度h（已知甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙），如图所示．记录的数据如表一、表二所示．表一 液体甲
| 实验序号 | 瓶和沙总质量（千克） | 深度h（米） |
| 1 | 0.2 | 0.06 |
| 2 | 0.4 | 0.12 |
| 3 | 0.6 | 0.18 |
| 实验序号 | 瓶和沙总质量（千克） | 深度h（米） |
| 4 | 0.2 | 0.08 |
| 5 | 0.4 | 0.16 |
| 6 | 0.6 | 0.24 |
（2）分析比较实验的数据及相关条件，可知甲、乙两种液体的密度关系是ρ甲＜ρ乙（填“＜”或“＞”或“=”）．
（3）实验序号1的这次实验，圆柱形瓶子所受的浮力为2牛（g取10牛/千克），若圆柱形瓶子的底部面积为0.002米2，则甲液体的密度为1.1×103千克/米3（结果保留小数点后1位）．
4．归纳探究--研究鱼缸侧壁所受的压力
由于液体内部有压强，当鱼缸中盛入液体后，鱼缸侧壁就会受到液体的压力．鱼缸侧壁所受的液体的压力跟什么因素有关呢？下表是小雨在鱼缸中盛入不同的液体进行研究得到的一些数据（其中，ρ为液体密度，L为侧壁长度，H为液体深度，P为侧壁所受的压力）．
请完成以下题目：
（1）F=kρLH2，其中k=5N/kg（填上数值和单位）．将数据表格形式变成公式形式，这里运用的科学方法是等价变换法．
（2）在一个鱼缸中分别盛入相同深度的海水和淡水，海水对鱼缸侧壁的压力大．
（3）在不同的游泳池中注入相同深度的水，游泳池侧壁所受的压力与侧壁长度的关系可以用图象1中的图线a表示．
（4）如图2，拦河大坝的长度L为50m，若大坝能够承受的最大压力F为1×108N，则水深H不能超过20m．
由于液体内部有压强，当鱼缸中盛入液体后，鱼缸侧壁就会受到液体的压力．鱼缸侧壁所受的液体的压力跟什么因素有关呢？下表是小雨在鱼缸中盛入不同的液体进行研究得到的一些数据（其中，ρ为液体密度，L为侧壁长度，H为液体深度，P为侧壁所受的压力）．
请完成以下题目：
| 次数 | ρ/（kg/m3） | L/m | H/m | F/N |
| 1 | 1.0×103 | 0.1 | 0.1 | 5 |
| 2 | 1.0×103 | 0.2 | 0.1 | 10 |
| 3 | 1.0×103 | 0.1 | 0.2 | 20 |
| 4 | 0.8×103 | 0.2 | 0.1 | 8 |
| 5 | 0.8×103 | 0.2 | 0.2 | 32 |
（2）在一个鱼缸中分别盛入相同深度的海水和淡水，海水对鱼缸侧壁的压力大．
（3）在不同的游泳池中注入相同深度的水，游泳池侧壁所受的压力与侧壁长度的关系可以用图象1中的图线a表示．
（4）如图2，拦河大坝的长度L为50m，若大坝能够承受的最大压力F为1×108N，则水深H不能超过20m．