Question

用金屬制成的線材（如鋼筋、鋼絲）受到拉力會伸長，某校課外興趣小組的同學們決定對這一現象進行研究．對線材受力以后的伸長量的大小，他們提出了以下幾種猜想：
猜想1：可能與線材所受的拉力有關
猜想2：可能與線材的長度有關
猜想3：可能與線材的橫截面積有關
為驗證上述猜想，它們應用物理課中學到的方法，選用同種材料制成的成品，在室溫為20℃時進行上述實驗，得到數據如下表：

實驗 序號	長度L/m	拉力F/N 伸長x/cm 橫截面積S/CM2	250	500	750	1000
1	1	0.05	0.04	0.08	0.12	0.16
2	2	0.05	0.08	0.16	0.24	0.32
3	3	0.05	0.12	0.24	0.36	0.48
4	1	0.10	0.02	0.04	0.06	0.08
5	1	0.20	0.01	0.02	0.03	0.04

請你分析上述實驗數據后回答：
（1）利用第②組數據可研究猜想

1

，其結論是

在材料、長度、橫截面積相等的情況下，線材的伸長與拉力成正比

；
（2）分析比較④和⑤的兩組數據可研究猜想

3

，此時控制不變的物理量是

材料、線材的長度、拉力大小

；
（3）要研究另一個猜想可分析比較

1、2或1、3、或2、3

的兩組數據．
（4）以上方法在研究物理問題時經常被用到，被稱為

控制變量法

，試根據學過的物理知識在列舉一例，應用這種方法研究的問題：

探究影響摩擦力因素實驗

．

Answer 1

分析：（1）根據表中實驗數據，分析第2組實驗數據所控制的條件及實驗數據，然后得出實驗結論．
（2）分析4、5兩組實驗數據，根據實驗所控制的條件與實驗數據，得出實驗結論．
（3）要驗證猜想2：可能與線材的長度有關，應控制材料、線材的橫截面積、拉力大小相同而線材的長度不同，分析表中實驗數據，找出符合要求的實驗序號．
（4）在探究多變量問題時，長采用控制變量法，根據對初中物理實驗的掌握列舉答題．

解答：解：（1）由第②組數據可知，材料、線材長度與橫截面積不變的情況下，線材的伸長與拉力成正比，因此由該組數據可研究猜想1，
由實驗數據可得：在材料、長度、橫截面積相等的情況下，線材的伸長與拉力成正比；
（2）由④和⑤的兩組數據可知，兩組實驗的線材、線材長度相同而橫截面積不同，可以利用這兩組實驗研究猜想3，此時控制不變的物理量是材料、線材的長度、拉力大小；
（3）要研究另一個猜想，即驗證猜想2：可能與線材的長度有關，應控制材料、線材的橫截面積、拉力大小相同而線材的長度不同，由表中實驗數據可知，符合要求的實驗序號是1、2或1、3、或2、3的兩組數據．
（4）以上方法在研究物理問題時經常被用到，被稱為控制變量法；探究影響摩擦力因素實驗與探究電流與電壓、電阻關系的實驗都應用了控制變量法．
故答案為：（1）1；在材料、長度、橫截面積相等的情況下，線材的伸長與拉力成正比；（2）3；材料、線材的長度、拉力大小；
（3）1、2或1、3、或2、3；（4）控制變量法；探究影響摩擦力因素實驗．

點評：線材的伸長量受很多因素的影響，一定采用控制變量法研究其中一個量與伸長量的關系．