高中物理：《力和运动》的常用的两种实验方法

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一、控制变量法

当研究对象受到多个因素的共同约束时，为了分辨各个因素对研究对象的影响所使用的一种方法--只让一个因素变化，其余因素人为限制不变，然后逐个因素轮换。在研究滑动摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度的关系时，应用了这种方法。

例1. 为了研究滑动摩擦力跟哪些因素有关，小明同学在老师的指导下做了一系列实验，以下是部分实验步骤（实验过程中保持长木板水平且固定）。

第1次：把木块平放在长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，使木块做匀速直线运动（如图1所示），读出弹簧测力计的示数，并记入下表中；

图1

第2次：把木块侧放在长木板上，用同样的方法拉木块（如图2所示），记下相应示数；

图2

第3次：把两块相同的木块叠放在一起平放在长木板上，再用同样的方法拉木块（如图3所示），并记下相应示数。

图3

实验次数	木块对木板 压力/N	弹簧测力计 示数/N	滑动 摩擦力/N
1		4.0
2		4.0
3		8.0

（1）若木块质量为2kg，请你帮小明填全表格内的数据（g＝10N/kg）

（2）比较__________两次实验数据，可以发现滑动摩擦力大小与接触面积无关。

（3）比较第1、3两次实验数据，可以初步得出的实验结论是：__________________。

解析：本题是一道用控制变量法的思想来探究滑动摩擦力跟哪些因素有关的试题。在探究滑动摩擦力与接触面积的关系时，要控制压力和接触面的粗糙程度相同，然后让接触面积改变，观察比较弹簧测力计的示数，看这一因素是否与所研究的问题有关；同样地，在探究滑动摩擦力与压力（接触面的粗糙程度）的关系时，先要控制接触面的接触面积和粗糙程度（压力的大小）相同，才能探究出科学的结论。

答案：（1）木块对木板的压力依次为20、20、40，滑动摩擦力依次是4.0、4.0、8.0；

（2）1、2；

（3）压力越大，滑动摩擦力越大（或滑动摩擦力与压力成正比）。

二、假说法

所谓假说法，是指在人类由于现有的认识水平、实验仪器等条件的限制下无法直接去认知、实验仪器等条件的限制下无法直接去认知、验证某些物理特性和物理规律时，就在已有的相关的实验事实的基础上，进行逻辑推理和猜测，提出新的物理预见和理论，这就是假说。牛顿第一运动定律的得出就是成功运用假说法研究的结果。

例2. 使小球以相同的速度先后沿不同水平面开始滚动：

（1）在泥土路面上，小球滚动一小段距离；

（2）在水泥路面上，小球滚动较长的距离；

（3）在冰面上小球滚动更长的距离。

根据以上叙述，你将得出什么样的结论？（写出一条即可）

解析：在以上三个实验的基础上，我们会发现水平面的摩擦越小，小球更不容易停下来，通过的距离就越远。我们就可在此基础上得出一个推论：假如水平面没有摩擦，运动的小球将保持匀速直线运动状态；或者说：运动的物体不受外力作用时，将保持匀速直线运动状态。

答案：略（结论合理即可）

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