Question

小明實驗小組對“金屬絲被拉斷時，拉力的大小與哪些因素有關”進行了探究．他們的猜想是：
猜想一：金屬絲被拉斷時拉力的大小與金屬絲的長度有關；
猜想二：金屬絲被拉斷時拉力的大小與金屬絲的材料有關．
為了探究的方便，他們使用的器材是：拉力機一臺（拉力機可逐漸增大固定在其上的金屬絲的拉力，可以顯示金屬絲剛被拉斷時拉力的大�。�、金屬絲若干（各種材料、各種長度、各種橫截面積的金屬絲）和其它輔助工具．
（1）為了驗證猜想一，他們選用拉力機、三根材料相同的金屬絲進行了實驗，得到的數(shù)據(jù)如表．

實驗次數(shù)	橫截面積/mm2	長度/m	拉斷時拉力大小/N
1	2	0.5	1500
2	2	1.0	1500
3	2	1.5	1500

由表中數(shù)據(jù)可得到的初步結論是：

 

．
（2）為了驗證猜想二，他們應選用三根材料不同、長度相同、

 

相同的金屬絲分別安裝在拉力機上進行實驗，如果三根金屬絲被拉斷時的拉力分別為F₁、F₂、F₃．則：
若F₁=F₂=F₃時，說明

 

．
若F₁≠F₂≠F₃時，說明

 

．
（3）上述探究活動應用了控制變量的研究方法，這種方法在我們探究其他物理問題中也經常用到．請你舉出其中的一例：

 

．

Answer 1

分析：通過猜想的內容，金屬絲被拉斷時，拉力的大小與多個因素有關，在探究過程中要用控制變量法，保持其它的因素不變，只改變一個量，來探究拉力大小與這個量之間的關系．

解答：解：（1）題中表格列出的數(shù)據(jù)，是材料相同的，橫截面積也相同的，長度不同，拉斷時拉力的大小都是1500N，由此可知與長度無關．
（2）他們應選用三根材料不同的金屬絲，所以想探究拉力大小與金屬絲材料的關系，還應保持長度和橫截面積相同；
當F₁=F₂=F₃時，說明金屬絲被拉斷時，拉力的大小與金屬絲的材料無關；
當F₁≠F₂≠F₃時，說明金屬絲被拉斷時，拉力的大小與金屬絲的材料有關；
（3）電流和電壓、電阻有關，所以探究電流和電壓、電阻的關系時，用到了控制變量法，探究電阻的影響因素、影響力的作用效果的因素、影響滑動摩擦力大小的因素都用到了控制變量法．
故答案為：
（1）當金屬絲材料、橫截面積相同時，金屬絲被拉斷時的拉力大小與金屬絲的長度無關；
（2）①橫截面積；②金屬絲被拉斷時，拉力的大小與金屬絲的材料無關；③金屬絲被拉斷時，拉力的大小與金屬絲的材料有關；
（3）研究導體中的電流與電壓的關系時，保持導電體的電阻不變．

點評：被研究的問題與多個因素有關，研究與其中某一個因素的關系時，要控制其他因素一定，這是控制變量法的基本思想．
此題是通過一件教材上沒有的事實，來考查控制變量法的思想，通過題中給出的猜想和表格中的數(shù)據(jù)，可知影響因素有金屬絲的材料、長度、橫截面積，選材、說操作過程、說結論都要注意語言的嚴密性．