Question

在課外實(shí)踐活動(dòng)中小明帶了一塊已切成長方體的肥皂（如圖甲，前后面保留了凹下去的字）做了以下實(shí)驗(yàn)：
（1）測肥皂的密度
①小明需要的測量工具是______、______．
②小明用以上測量工具測出了肥皂的相關(guān)物理量，他計(jì)算密度的表達(dá)式應(yīng)為______（用直接測量的物理量表達(dá)）．
③用上面方法測出的密度______（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，將沒有字的一面放在水平桌面上，用彈簧測力計(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，則說明滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小無關(guān)．
小紅認(rèn)為這個(gè)設(shè)計(jì)方案不妥，你能說出其原因嗎？______．提出你的改進(jìn)方法：______．

Answer 1

解：（1）①需要用天平來測量肥皂的質(zhì)量，用刻度尺測出長方體肥皂的邊長，求出其體積；
②根據(jù)測量結(jié)果，肥皂的密度表達(dá)式應(yīng)為ρ==；
③因?yàn)楸Ａ袅朔试砩习枷氯サ淖�，因此，測量出的體積偏大，則最終的密度會偏小；
（2）分析操作步驟可知，用小刀將有字的部分削平后，肥皂對桌面的壓力變小了，這不符合控制變量法的要求．因此，我們在改進(jìn)時(shí)可以考慮先削平后，再分別改變接觸面積測量摩擦力的大�。�
故答案為：（1）①天平，刻度尺； ②ρ=； ③偏小；（2）沒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．
分析：（1）測量固體的密度需要知道它的質(zhì)量與體積，質(zhì)量可用天平來測，體制積則可通過測量邊長直接求出；利用公式，用測量的量將肥皂的密度表示出來就是計(jì)算密度的表達(dá)式；分析實(shí)驗(yàn)誤差時(shí)應(yīng)從質(zhì)量和體積兩個(gè)方面考慮，看哪一環(huán)節(jié)對測量結(jié)果造成了影響；
（2）要想探究摩擦力的大小與接觸面積的關(guān)系，應(yīng)控制壓力和接觸面的粗糙程度都不變才行．
點(diǎn)評：（1）考查了測規(guī)則形狀物體密度的基本方法與計(jì)算，尤其對實(shí)驗(yàn)誤差的分析，值得我們關(guān)注；
（2）控制變量法的運(yùn)用，同樣是我們在分析這一實(shí)驗(yàn)時(shí)要特別注意的．