Question

汽車大量增加，給人們的生活帶來方便，但交通事故也隨之增加，交通事故發生的一個重要原因是汽車從制動到完全停下來需要前進一段距離，這段距離的大小與輪胎和地面之間的摩擦力有直接的關系，同學們以“探究摩擦力大小與哪些因素有關”為課題進行了如下探究：
下表是某小組同學利用長木板、毛巾、2塊完全相同的帶鉤立方體木塊、彈簧測力計等器材，在實驗探究時得到的一組實驗數據：

實驗次數	與木塊的摩擦面	木塊的放置方式	彈簧測力計的示數/N
1	木板表面	一木塊平放	1.8
2	木板表面	一木塊平放	2.9
3	毛巾表面	一木塊平放	2.4
4	木板表面	兩木塊疊放	3.6

（1）你認為表中哪個數據是不合理的，并指出在彈簧測力計正常使用下導致數據不合理的原因：______；______．
（2）分析第1和第4兩次實驗數據，在______相同時，______越大，摩擦力越大．這種研究問題的方法通常叫控制變量法．
（3）小麗同學提出了一個問題：摩擦力的大小與接觸面積的大小是否有關呢？然后她將木塊沿豎直方向截取一半后，測得木塊所受摩擦力變為原來的一半，她由此得出：摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小，你認為她的探究過程存在的缺陷是______．要“探究摩擦力的大小與接觸面積的大小是否有關”應該選擇一個______（填“長方體”或“正方體”）木塊，至少需要通過做______次實驗才能得出較為準確的結論．
（4）人們雪后常在汽車輪胎上纏繞防滑鏈，這樣可以減少交通事故的發生，請你從影響摩擦力大小的因素角度說明此做法的道理______．

Answer 1

【答案】分析：控制變量法的運用，是本實驗的基本研究方法，同時，在用彈簧測力計拉動木塊時，一定要盡量使其做勻速直線運動，這樣拉力與摩擦力才是一對平衡力．因此，無論在設計實驗、進行實驗還是分析實驗結論的過程中，都要注意這幾點．
解答：解：（1）分析1、2兩次實驗可知，實驗條件相同，彈簧測力計的示數應該不變，因此必定有一個出現了問題，再與實驗3的結果相比較可以看出，第2次實驗的2.9N顯然是偏大了，造成這一結果的原因，可能是由于沒有勻速拉動木塊造成的；
（2）第1和第4兩次實驗中，接觸面相同，木塊的壓力不同，彈簧測力計的示數不同，因此可得出在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，摩擦力越大；
（3）根據控制變量法的要求，在研究摩擦力大小與接觸面積大小是否有關時，應保持壓力、接觸面的粗糙程度不變，因此，小麗的設計明顯違背了控制變量法的要求；最簡便的做法是選擇一個長方體木塊，這樣在壓力不變的情況下，可通過改變不同的側面來改變接觸面積的大小，至少通過兩次實驗，可得出相應的結論；
（4）防滑鏈的作用是在壓力不變的情況下，在增大了接觸面的粗糙程度，進而增大了摩擦力，達到了減少交通事故的效果．
故答案為：（1）2.9（2.9 N或第2次實驗；是由于沒有勻速拉動木塊造成的；
（2）接觸面的粗糙程度，壓力；
（3）沒有控制變量（或沒有控制壓力不變），長方體，2；
（4）在壓力不變的情況下，增大了接觸面的粗糙程度，增大摩擦力．
點評：理解和運用控制變量法，是解決此題中多個問題的關鍵，對此題中牽扯到了三個因素，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，與接觸面積的大小無關．同時，在分析實驗數據時，還要一定要特別注意如果不能勻速拉動彈簧測力計，可能對測量結果造成的影響．