Question

在課外實(shí)踐活動(dòng)中，小明帶了一塊已切成長(zhǎng)方體的肥皂（如圖甲，前后面保留了凹下去的字）做了以下實(shí)驗(yàn)．
（1）測(cè)肥皂的密度
①小明需要的測(cè)量工具是

 

、

 

小明測(cè)出了相關(guān)物理量，他計(jì)算密度的表達(dá)式應(yīng)為

 

（用直接測(cè)量的物理量表達(dá)）．
③用上面方法測(cè)出的密度

 

（偏大/偏小）．
（2）探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小的關(guān)系小明提出了以下的設(shè)計(jì)方案：
1在肥皂的側(cè)面安裝一個(gè)拉鉤，如圖乙，將沒(méi)有字的一面放在水平桌面上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著它做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出其讀數(shù)為F₁；
②用小刀將有字的部分削平后放在同一水平桌面上（接觸面的粗糙程度與①相同），如圖丙，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著它做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出其讀數(shù)為F₂；
③比較得出結(jié)論：若F₁和F₂不等，則說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小有關(guān)；若 F₁和F₂相等，則說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小無(wú)關(guān)．
小紅認(rèn)為這個(gè)設(shè)計(jì)方案不妥，你能說(shuō)出其原因嗎？

 

．
提出你的改進(jìn)方法：

 

．
（3）小明又制了一些肥皂液，他用吸管向空中吹出肥皂泡時(shí)，發(fā)現(xiàn)美麗的肥皂泡總是先上升后下降，你能幫助小明解釋原因嗎？

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)密度公式ρ=

m

v

，要測(cè)量物體的體積，需要測(cè)量它的質(zhì)量和體積．測(cè)量物體的質(zhì)量要用天平，長(zhǎng)方體肥皂的體積的測(cè)量需要用刻度尺測(cè)量它的長(zhǎng)、寬、高．
（2）因?yàn)殚L(zhǎng)方體的肥皂（如圖甲），前后面保留了凹下去的字，所以計(jì)算出的體積比肥皂的真實(shí)體積大，計(jì)算出的密度偏�。�
（3）當(dāng)物體受到的浮力大于重力時(shí)，物體上升．當(dāng)物體受到的浮力小于重力時(shí)，物體下降．

解答：解：（1）①用天平測(cè)量長(zhǎng)方體肥皂的質(zhì)量m；用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)方體肥皂的長(zhǎng)a、寬b、高c．得到它的體積為：a?b?c．
根據(jù)密度公式ρ=

m

v

，得：
肥皂的密度ρ=

m

a?b?c

．
②因?yàn)殚L(zhǎng)方體的肥皂（如圖甲），前后面保留了凹下去的字，所以計(jì)算出的體積比肥皂的真實(shí)體積大，由密度公式ρ=

m

v

，可知計(jì)算出的密度偏�。�
故答案為：天平，刻度尺，ρ=

m

a?b?c

．
（2）小明第一次用彈簧測(cè)力計(jì)拉著肥皂做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，肥皂保持著原來(lái)的樣子．用小刀將有字的部分削平后放在同一水平桌面上第二次用彈簧測(cè)力計(jì)拉著肥皂做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，肥皂的質(zhì)量變小，對(duì)桌面的壓力減小，所以兩實(shí)驗(yàn)步驟中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)大小不能說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小關(guān)系．
小明應(yīng)該肥皂的側(cè)面安裝一個(gè)拉鉤后，再用小刀將有字的部分削平后放在同一水平桌面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
故答案為：沒(méi)有控制壓力的大小相同，肥皂的側(cè)面安裝一個(gè)拉鉤后，先做步驟②，再做步驟①．
（3）當(dāng)物體受到的浮力大于重力時(shí)，物體上升．當(dāng)物體受到的浮力小于重力時(shí)，物體下降．
故答案為：用吸管吹出肥皂泡時(shí)，吹進(jìn)去的熱氣體密度比空氣小，肥皂泡受到的浮力大于重力而上升．肥皂泡上升過(guò)程中，里面的氣體溫度降低，體積變小，肥皂泡受到的浮力變小．當(dāng)浮力小于重力一段時(shí)間后，肥皂泡下降．

點(diǎn)評(píng)：此題綜合了質(zhì)量、體積的測(cè)量、計(jì)算、密度公式的應(yīng)用、探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案以及肥皂泡在空中的上升、下降和它所受浮力大小的關(guān)系．是一道綜合性較強(qiáng)的題目．