Question

5．為了探究拉動(dòng)物體時(shí)用力大小與用力方向的關(guān)系，小王將一個(gè)重力為10牛的重物放置在不同的粗糙水平面上，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向向緩慢拉動(dòng)重物勻速前進(jìn)，如圖（a）所示，然后，他改變測(cè)力計(jì)的用力方向，使測(cè)力計(jì)的用力方向與水平方向成一定角度α，如圖（b），接著，他繼續(xù)增大測(cè)力計(jì)的用力方向與水平方向之間的角度α，并記錄下不同角度α下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．

表一   木板 （較光滑）
序號(hào)	α（度）	拉力F（N）
1	10	3.47
2	20	3.42
3	30	3.47
4	40	3.63
5	50	3.95

表二   砂紙 （較粗糙）
序號(hào)	α（度）	拉力F（N）
6	10	7.42
7	20	6.84
8	30	6.52
9	40	6.42
10	50	6.52

（1）比較序號(hào)1和6（或2和7、或3和8、或4和9、或5和10）可知，在不同的水平面上拉動(dòng)同一個(gè)物體時(shí)，測(cè)力計(jì)的用力方向與水平方向之間的角度α相同，水平面越粗糙，拉力越大．
（2）比較序號(hào)1-5可知，在同一水平面上拉動(dòng)同一個(gè)物體時(shí)，用力方向與水平方向之間的角度α越大，法力先減小后增大．
（3）小王發(fā)現(xiàn)，兩次實(shí)驗(yàn)，拉力可能存在最小值，表一中，拉力的最小值應(yīng)該在角度α為20度至40度之間尋找才有可能找到．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法可判斷：實(shí)驗(yàn)次數(shù)1控制的是接觸面積和壓力，改變的是粗糙程度，研究拉力與粗糙程度的關(guān)系；
（2）探究力方向與水平方向之間的角度α的關(guān)系，應(yīng)控制接觸面相同；
（3）接觸面積、粗糙程度和壓力都相同，但拉力與水平面的夾角不同，拉力也隨之變化，根據(jù)數(shù)據(jù)即可分析；

解答 解：（1）比較實(shí)驗(yàn)次數(shù)1、6的數(shù)據(jù)可知：質(zhì)量和接觸面積相同，粗糙程度不同，拉力的方向也相同，測(cè)力計(jì)的示數(shù)是逐漸變大，所以可得出的初步結(jié)論是：在同一水平面上，測(cè)力計(jì)的用力方向與水平方向之間的角度α相同，水平面越粗糙，拉力也越大；
（2）探究力方向與水平方向之間的角度α的關(guān)系，應(yīng)控制接觸面相同，角度不同，故實(shí)驗(yàn)序號(hào)為1-5或6-10；
（3）接觸面積、粗糙程度和壓力都相同，但拉力與水平面的夾角增大時(shí)，拉力先減小后增大，由此分析可得：在接觸面積、粗糙程度和壓力都相同，沿水平方向勻速拉動(dòng)物體，當(dāng)拉力與水平面的夾角增大時(shí)，拉力先減小后增大；根據(jù)上面結(jié)論可判斷：拉力與水平面的夾角最小為30度時(shí)，拉力為最�。凰�以為了找到這一角度，還應(yīng)該在夾角α為20～40度的范圍內(nèi)進(jìn)一步探究．
故答案為：（1）測(cè)力計(jì)的用力方向與水平方向之間的角度α相同，水平面越粗糙，拉力越大；（2）1-5；（3）20；40．

點(diǎn)評(píng) 把握住利用控制變量法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基本思路是解答此題的關(guān)鍵所在．