Question

某小組同學(xué)利用長木板、毛巾、兩塊完全相同的帶鉤立方體木塊、彈簧測力計(jì)等器材探究“摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”，下表是在實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	與木塊的摩擦面	木塊的放置方式	彈簧測力計(jì)的示數(shù)/N
1	木板表面（水平）	一木塊平放	1.8
2	木板表面（水平）	一木塊平放	2.9
3	毛巾表面（水平）	一木塊平放	2.4
4	木板表面（水平）	兩木塊疊放	3.6

（1）你認(rèn)為表中哪個(gè)數(shù)據(jù)是不合理的：______，并指出在彈簧測力計(jì)正常使用下導(dǎo)致數(shù)據(jù)不合理的原因是由于______；
（2）分析第1和第4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：______．
（3）小麗同學(xué)提出了一個(gè)問題：摩擦力大小與接觸面積是否有關(guān)呢？她將木塊沿豎直方向截取一半后，測得木塊所受摩擦力變?yōu)樵瓉淼囊话�，她由此得出：摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小，你認(rèn)為她的探究過程存在的缺陷是______不變．要“探究摩擦力的大小與接觸面積的大小是否有關(guān)”應(yīng)該選擇一個(gè)______（填“長方體”或“正方體”）木塊，至少需要通過做______次實(shí)驗(yàn)才能得出初步結(jié)論．

Answer 1

解：（1）分析1、2兩次實(shí)驗(yàn)可知，實(shí)驗(yàn)條件相同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)應(yīng)該不變，因此必定有一個(gè)出現(xiàn)了問題，再與實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果相比較可以看出，第2次實(shí)驗(yàn)的2.9N顯然是偏大了，造成這一結(jié)果的原因，可能是由于沒有勻速拉動(dòng)木塊造成的；
（2）第1和第4兩次實(shí)驗(yàn)中，接觸面相同，木塊的壓力不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同，因此可得出在接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，摩擦力越大；
（3）根據(jù)控制變量法的要求，在研究摩擦力大小與接觸面積大小是否有關(guān)時(shí)，應(yīng)保持壓力、接觸面的粗糙程度不變，因此，小麗的設(shè)計(jì)明顯違背了控制變量法的要求；最簡便的做法是選擇一個(gè)長方體木塊，這樣在壓力不變的情況下，可通過改變不同的側(cè)面來改變接觸面積的大小，至少通過兩次實(shí)驗(yàn)，可得出相應(yīng)的結(jié)論；
故答案為：（1）2.9；沒有勻速拉動(dòng)木塊造成的；（2）接觸面粗糙程度相同時(shí)，壓力越大，摩擦力越大；
（3）沒有控制壓力；長方體，2．
分析：控制變量法的運(yùn)用，是本實(shí)驗(yàn)的基本研究方法，同時(shí)，在用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)木塊時(shí)，一定要盡量使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣拉力與摩擦力才是一對(duì)平衡力．因此，無論在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)還是分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過程中，都要注意這幾點(diǎn)．
點(diǎn)評(píng)：理解和運(yùn)用控制變量法，是解決此題中多個(gè)問題的關(guān)鍵，對(duì)此題中牽扯到了三個(gè)因素，我們一定要明確摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān)，與接觸面積的大小無關(guān)．同時(shí)，在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，還要一定要特別注意如果不能勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，可能對(duì)測量結(jié)果造成的影響．