Question

【題目】一質量均勻分布、正反面相同的長方形木板，以中線MN為界，對比觀察左右兩部分，發現粗糙程度可能不一樣，哪一側更粗糙？同學們進行了如下實驗探究．
（1）①小華將滑塊放木板上，通過細線和固定的測力計相連，如圖甲．在某次試驗中，水平向右拉動木板，待示數穩定時，記下滑塊經過左、右兩部分時測力計的示數F左的示數如圖丁所示以及F右 ， 則F左的大小為N，若F左＞F右 ， 則木板的側更粗糙，實驗時（選填“需要”或“不需要”）勻速拉動木板． ②小華左右手戴上同樣的手套，木板水平對稱地放在左右手上，現左手向左、右手向右，使兩手距離快速增大，若木板向左運動，則木板側更粗糙．
（2）小明用圖乙實驗裝置，進行如下操作： A．將輕彈簧的一端分別固定在板上MN左右兩側的P、Q點，另一端分別與同一滑塊接觸．
B．移動滑塊使彈簧壓縮相同的長度，由靜止釋放滑塊，使滑塊越過MN但不滑離木板．
C．分別測出滑塊越過MN后滑行的距離χ1和χ2 ．
小明想根據x1和x2的大小關系判斷木板的粗糙程度，小華提出疑義．
①為能根據χ1和χ2的大小關系作出正確判斷，請指出小明實驗中存在的問題是 ．
②簡述改進方法： ．
（3）小紅使滑塊分別從左右兩側滑上木板，測出滑塊運動的速度，作出滑塊從兩端分別運動至MN過程中的速度v和時間t的關系圖線如圖丙，則圖線（選填“a”或“b”）所對應的接觸面更粗糙，判斷的依據是 ．

Answer 1

【答案】
（1）1.8；左；不需要；左
（2）不能確定滑塊越過中線MN時速度相同；將彈簧的一端固定在中線MN上，另一端分別與同一滑塊接觸，移動滑塊使彈簧壓縮相同的長度，由靜止釋放滑塊，使滑塊不滑離木板．分別測出滑塊滑行的距離χ1和χ2
（3）b；b圖線物塊的速度變化快
【解析】解：（1）①測力計分度值為0.1N，示數為1.8N； 如圖甲，水平向右拉動木板，待示數穩定時，記下滑塊經過左、右兩部分時測力計的示數F左和F右 ， 若F左＞F右 ， 則說明左側摩擦力大，即木板的左側更粗糙；
實驗時，滑塊相對于桌面是靜止的，因此受力平衡，不需要勻速拉動木板．②小華左右手戴上同樣的手套，木板水平對稱地放在左右手上，現左手向左、右手向右，使兩手距離快速增大，若木板向左運動，則說明左側摩擦力大，即木板左側更粗糙．（2）①根據小明的實驗過程可知，若依據小明的實驗，根據x1和x2的大小關系判斷木板的粗糙程度并不科學，因為這一實驗過程不能確定滑塊經過中線MN時的速度相同，不符合控制變量法的要求．②對小明的實驗可做出這樣的改進：將彈簧的一端固定在中線MN上，另一端分別與同一滑塊接觸，移動滑塊使彈簧壓縮相同的長度，由靜止釋放滑塊，使滑塊不滑離木板，分別測出滑塊滑行的距離x1和x2 ． （3）由圖象可知，在相同時間內，a的速度減小的慢，b的速度減小的快，說明b受到的摩擦阻力更大，則圖線b所對應的接觸面更粗糙．
所以答案是：（1）①1.8；左；不需要；②左；（2）①不能確定滑塊越過中線MN時速度相同；②將彈簧的一端固定在中線MN上，另一端分別與同一滑塊接觸，移動滑塊使彈簧壓縮相同的長度，由靜止釋放滑塊，使滑塊不滑離木板．分別測出滑塊滑行的距離χ1和χ2③b；b圖線物塊的速度變化快．
【考點精析】關于本題考查的探究彈簧測力計原理的實驗，需要了解彈簧在不損壞的前提下，受到的拉力或壓力越大，彈簧的形變量越大．（在一定范圍內、一定限度內、彈性限度內，都可以．也可以說成正比）才能得出正確答案．