Question

科學(xué)探究活動(dòng)通常包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)，提出問(wèn)題：猜想與假設(shè)，制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作等，一位同學(xué)在學(xué)習(xí)了滑動(dòng)摩擦力之后，認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小可能與兩物體接觸面積的大小有關(guān)，于是他通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究這個(gè)問(wèn)題．
（1）這位同學(xué)認(rèn)為，滑動(dòng)摩擦力的大小與兩物體的面積的大小成正比，這屬于上述科學(xué)探究的______環(huán)節(jié)．
（2）這完成本實(shí)驗(yàn)，需要自己制做木塊，他制做的木塊應(yīng)是下列選項(xiàng)中的______．
A．各面粗糙程度相同的正方體     B．各面粗糙程度不同的正方體
C．各面粗糙程度相同．長(zhǎng)寬高各不相同的長(zhǎng)方體
D．各面粗糙程度不相同，長(zhǎng)寬高各不相同的長(zhǎng)方體
（3）本實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方安案：

方案一：木板水平固定，通過(guò)彈簧秤水平拉動(dòng)木塊，如圖（甲）所示．
方案二：木塊與彈簧秤相連，彈簧秤水平固定，通過(guò)細(xì)繩水平拉動(dòng)木板．如圖（乙）所示．
①上述兩種方案中，你認(rèn)為更合理的是______（填“方案一”或“方案二”）
理由是______．
②實(shí)驗(yàn)中我們根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)就可以測(cè)出滑動(dòng)摩擦力大小，其運(yùn)用的原理是______．
（4）在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，該同學(xué)又想起物體所受滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小成正比，即f=μN(yùn)（f表示摩擦力、N表示壓力、μ為動(dòng)摩擦因數(shù)即正比例系數(shù)）；為了用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)定兩木塊A和B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，該同學(xué)使用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案．
若A和B的重力分別為100N和150N，當(dāng)甲中A被拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)a示數(shù)為60N，b示數(shù)為110N，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)_____．

Answer 1

【答案】分析：（1）針對(duì)所研究的問(wèn)題提出自己的看法，因?yàn)榻Y(jié)論的正確性有待于實(shí)驗(yàn)的探究結(jié)果，因此，這屬于科學(xué)探究的“猜想與假設(shè)”環(huán)節(jié)；
（2）根據(jù)控制變量法的要求，此實(shí)驗(yàn)要求保持壓力和接觸面的粗糙程度不變，據(jù)此可判斷各選項(xiàng)是否符合實(shí)驗(yàn)要求；
（3）實(shí)驗(yàn)中我們是根據(jù)拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力的原理，才通過(guò)測(cè)力計(jì)讀出摩擦力大小的，因此，在操作時(shí)要保持物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這也是實(shí)驗(yàn)操作中較難保持的地方，方案二的改進(jìn)則很好地解決了這一問(wèn)題；
（4）根據(jù)公式f=μN(yùn)可對(duì)動(dòng)摩擦因數(shù)進(jìn)行計(jì)算，但關(guān)鍵是要分析出摩擦力f的大小．
解答：解：（1）針對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的，這位同學(xué)提出了自己的想法，這屬于科學(xué)探究的“猜想與假設(shè)”環(huán)節(jié)；
（2）在探究摩擦力大小與接觸面積大小的關(guān)系，必須要保證壓力與接觸面的粗糙程度不變，只改變接觸面積的大小，因此，只有選項(xiàng)C符合題意；
（3）①比較兩種實(shí)驗(yàn)方案的操作過(guò)程可以看出，甲中物體在彈簧測(cè)力計(jì)作用下很難控制它一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而乙中拉動(dòng)的是木板，彈簧測(cè)力計(jì)與木塊相對(duì)靜止，此時(shí)讀數(shù)更準(zhǔn)確．
②通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)得出摩擦力的大小，這是利用了二力平衡的原理；
（4）由題意可知，兩物體接觸面受到的壓力等于B的重力，即N=150N，彈簧測(cè)力計(jì)a的示數(shù)等于兩物體接觸面間摩擦力的大小，即f=60N．
由公式f=μN(yùn)得，μ===0.4．
故答案為：（1）猜想與假設(shè)；（2）C；（3）①方案二；甲中物體在彈簧測(cè)力計(jì)作用下很難控制它一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)、乙中彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù)更準(zhǔn)確；②二力平衡原理；（4）0.4．
點(diǎn)評(píng)：通過(guò)此實(shí)驗(yàn)主要考查了對(duì)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程的熟悉、對(duì)控制變量法的運(yùn)用以及對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的合理改進(jìn)等．在對(duì)動(dòng)摩擦因數(shù)的計(jì)算中，要依據(jù)題目中所提供的信息，在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行活學(xué)活用，在這里關(guān)鍵是要分析出f與N的大小．