Question

如圖所示，同一水平桌面上放有體積相同的實(shí)心長(zhǎng)方體木塊和鐵塊各一個(gè)．現(xiàn)想探究木塊和鐵塊的下表面誰(shuí)更粗糙，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如下的方案：分別用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊和鐵塊在水平桌面上水平勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出示數(shù)為F_木和F_鐵，若F_木＞F_鐵則木塊的下表面比鐵塊更粗糙．小明的方案是否合理？請(qǐng)你作出評(píng)價(jià)．

Answer 1

分析：在研究多變量問(wèn)題時(shí)，一定要采用控制變量法；此題中，摩擦力大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)．若研究摩擦力和接觸面的粗糙程度之間的關(guān)系，就必須控制壓力一定，可據(jù)此對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)．

解答：解：拉動(dòng)木塊和鐵塊在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為木塊和鐵塊所受到的摩擦力．
由于摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度都有關(guān)，根據(jù)控制變量法的思想，在研究摩擦力和粗糙程度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制壓力相同；已知木塊和鐵塊的體積相同，但鐵的密度要大，即鐵塊的重力大，對(duì)地面的壓力也大，顯然不符合控制變量法的要求．
故小明的方案不合理．
正確方法：應(yīng)控制壓力相同，先將木塊放在鐵塊上，勻速直線拉動(dòng)鐵塊，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F_鐵；
然后再將鐵塊放在木塊上，勻速直線拉動(dòng)木塊，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F_木；
通過(guò)比較F_木、F_鐵的大小，來(lái)得出木塊、鐵塊哪個(gè)的下表面更加粗糙．

點(diǎn)評(píng)：在多變量的探究實(shí)驗(yàn)中，一定要注意控制變量法的運(yùn)用，即：保持被研究變量不同，而控制其他因素一定．
控制變量法是初中階段的一個(gè)重要思想方法，在大部分的實(shí)驗(yàn)或探究類(lèi)試題中都會(huì)涉及，應(yīng)熟練掌握．