Question

17．科学探究的过程一般要经历“提出问题”、“猜想与假设”等环节，在课堂学习中进行到“猜想与假设”这一环节时，老师往往要求“要有理由地猜想”，意思是猜想时要结合自己的生活经验或者是学习过的相关知识，在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中，同学们已有的猜想和理由分别是：

（1）猜想依据：拖动教室中较重的讲台比较轻的课桌感觉费力；
猜想1：滑动摩擦力的大小与物体间的压力大小有关．
猜想依据：穿上鞋底有花纹的鞋走路时不容易滑倒；
猜想2：滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关．
（2）实验过程需要让木块在水平木板（或棉布）上做匀速直线运动；
（3）在如图所示的甲、乙、丙三次实验中，其中甲图的测力计示数是3.6N；
（4）为验证猜想2，应比较甲和丙两图，可得出结论：在压力相同的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（5）爱思考的小艺想要测量斜面上的滑动摩擦力，查阅相关资料了解到，在斜面上的物体受到一个使其下滑的力，当斜面的倾斜程度和物体不变的时候，“下滑力”大小不变，利用如图所示的装置设计出了实验方案，请你帮其补充完整
实验步骤：
1．用弹簧测力计拉动物块沿斜面向下做匀速直线运动，测量此时拉力记为F₁；
2．在该斜面上，用弹簧测力计拉动物块沿斜面向上作匀速直线运动，测量此时拉力记为F₂．
f=$\frac{{F}_{1}{+F}_{2}}{2}$．（用测量物理量的符号表示）

Answer 1

分析 （1）根据生活经验，提出相应的猜想；
（2）实验过程中应水平匀速拉动木块，让木块做匀速直线运动；
（3）根据图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数；
（4）分析图示实验现象，根据实验控制的变量与实验现象分析答题；
（5）实验步骤：①设下滑力为F₀ 拉着物体下滑时，物体受沿斜面向上的摩擦力、沿斜面向下的拉力和沿斜面向下的下滑力．列平衡方程，②拉着物体匀速上滑时，物体受沿斜面向下的摩擦力、沿斜面向下的下滑力和沿斜面向上的拉力，测量此时拉力记为F₂，列出方程，求得f．

解答 解：
（1）猜想依据：拖动教室中较重的讲台比较轻的课桌感觉费力；
猜想Ⅰ：滑动摩擦力的大小与物体间的压力大小有关．
猜想依据：穿上鞋底有花纹的鞋走路时不容易滑倒；
猜想Ⅱ：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
（2）实验过程需要让长方体木块在水平木板（或棉布）上做匀速直线运动；
（3）由图甲所示弹簧测力计可知，其分度值是0.2N，示数为3.6N；
（4）由图甲与图丙所示实验可知，物体间的压力相同而接触面的粗糙程度不同，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，由此可得：在压力相同的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（5）当斜面的倾斜程度和物体不变的时候，“下滑力”大小不变，设下滑力为F₀；
①用弹簧测力计拉动物块沿斜面向下作匀速直线运动，测量此时拉力记为F₁；则F₁=f-F₀，
②在该斜面上，用弹簧测力计拉动物块沿斜面向上作匀速直线运动，测量此时拉力记为F₂；则F₂=f+F₀，
由①②可得，f=$\frac{{F}_{1}{+F}_{2}}{2}$．
故答案为：（1）物体间的压力大小；接触面粗糙程度；（2）匀速直线；（3）3.6；（4）甲和丙；在压力相同的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（5）2、在该斜面上，用弹簧测力计拉动物块沿斜面向上作匀速直线运动，测量此时拉力记为F₂；$\frac{{F}_{1}+{F}_{2}}{2}$．

点评 根据实验经验提出合理的猜想，然后设计实验验证猜想是否正确；解题时要注意控制变量法的应用，正确应用控制变量法是正确解题的关键．