在探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,小明同學(xué)認(rèn)為滑動摩擦力的大小與物體運(yùn)動的速度有關(guān).請你利用下列器材設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)證明小明的觀點(diǎn)是錯誤的.
實(shí)驗(yàn)器材:一端裝有定滑輪的長木板、帶掛鉤的木塊一個、細(xì)線、彈簧測力計(jì)一個.
寫出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論.
【答案】分析:(1)實(shí)驗(yàn)中研究的是木塊受到的滑動摩擦力的大小,木塊做勻速直線運(yùn)動時拉力的大小等于摩擦力大小,因此需要彈簧測力計(jì)測量木塊受到的拉力;
(2)摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),因此探究摩擦力與物體運(yùn)動速度大小的關(guān)系時,必須控制壓力和接觸面的粗糙程度一定,改變木塊的運(yùn)動速度,測量摩擦力的大。
(3)從彈簧測力計(jì)示數(shù)的變化上,分析小明同學(xué)的結(jié)論是否正確.
解答:解:(1)實(shí)驗(yàn)中研究摩擦力的大小與速度的關(guān)系,因此需要測量摩擦力,需要彈簧測力計(jì);
(2)采用控制變量法的思想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,控制壓力和接觸面的粗糙程度相同,只改變物體運(yùn)動的速度,觀察彈簧測力計(jì)示數(shù)的大。
(3)如果彈簧測力計(jì)的示數(shù)不變化,說明小軍的認(rèn)識是不正確的,摩擦力的大小與物體運(yùn)動的速度無關(guān).
故答案為:
①調(diào)節(jié)彈簧測力計(jì)使指針指零刻線;
②將系好細(xì)線的木塊放在水平放置的長木板上,細(xì)線繞過定滑輪,用彈簧測力計(jì)沿豎直方向向上勻速拉動繩端,使木塊在長木板上做勻速直線運(yùn)動,此時,f=F1.在表格中記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù);
③改變拉動木塊的速度,重復(fù)步驟2,讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F2;
結(jié)論:F1=F2,彈簧測力計(jì)兩次示數(shù)不變,說明小明的觀點(diǎn)是錯誤的.
點(diǎn)評:(1)這個實(shí)驗(yàn)來源于課本上探究摩擦力大小與哪個因素有關(guān)的演示實(shí)驗(yàn),在原實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了延伸拓展,增加了速度因素;
(2)本題也是控制變量法思想的應(yīng)用,明確變量和不變量是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟的關(guān)鍵.