2023-2024学年人教版八年级物理提分专训-专训16　利用控制变量法进行探究

利用控制变量法进行探究 专训16 沪粤版 八年级下 八年级物理（下）提分专训 教你一招 物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，这种方法叫控制变量法。 他们选择了甲、乙、丙3根弹簧作为研究对象。已知弹簧甲和丙是同种金属丝，弹簧乙是另一种金属丝，甲和乙原长均为6 cm，丙原长为9 cm，其他条件均相同。将弹簧的一端固定，另一端用弹簧测力计以不同大小的力拉，如图所示。表一是实验数据记录。 表一 弹簧受到 的拉力F/N 0 1 2 3 4 5 6 7 甲 弹簧的 长度/ cm 6.0 6.6 7.2 7.8 8.4 9.0 9.7 10.8 乙 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 丙 9.0 9.9 10.8 11.7 12.6 13.5 14.4 15.9 （1）分析表中数据可知：在拉力相同的情况下，甲弹簧伸长的长度 　小于　⁠（填“大于”或“小于”）乙弹簧伸长的长度。 （2）要证实猜想一，需比较 　甲和丙　⁠两组弹簧的数据。 小于　 甲和丙　 （3）请根据表一中弹簧甲的数据，将表二填写完整。 表二 弹簧受到的拉力F/N 0 1 2 3 4 5 6 7 弹簧甲的 伸长量Δl/cm 0 0.6 1.2 1.8 2.4 3.0 3.6 4.8 （4）分析数据可知：在一定的弹性限度内，同一弹簧的伸长量与它所受的拉力成 　正　⁠比。 （5）进一步综合分析数据还可得出：弹簧的伸长不仅跟拉力大小有关，还跟弹簧的 　长度　⁠和 　材料　⁠有关。 2.4 4.8 正　 长度　 材料　 ⁠ ⁠ 探究滑动摩擦力大小的影响因素 2.如图所示，小明在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中： （1）实验时用弹簧测力计在水平方向上拉动木块，使其在水平桌面上做 　匀速直线　⁠运动，可得出滑动摩擦力的大小。 （2）观察图甲、乙两次实验，发现弹簧测力计的示数F1＜F2，由此可得结论： 　压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大　⁠。 匀速直线　 压力一定时，接触面越粗糙，摩擦 力越大　 （3）在图甲中木块运动的速度大小为v1，图乙中木块运动的速度大小为v2，实验过程中关于v1和v2的大小，下列说法正确的是 　D　⁠（填字母）。 A.v1一定大于v2 B.v1一定小于v2 C.v1一定等于v2 D.v1可以大于、等于或小于v2 D　 （4）小明用图丙所示器材探究“滑动摩擦力与压力的关系”时，通过改变沙桶中沙的质量来改变铁块对硬纸板（质量忽略不计）的压力，在抽拉硬纸板的时候 利用压力传感器和拉力传感器测出压力和拉力。 ①实验过程中 　不需要　⁠（填“需要”或“不需要”）匀速直线拉动硬纸板。 ②多次实验后小明得到滑动摩擦力Ff与压力F压的关系图线如图丁所示，由图可知：Ff＝ 　0.25　⁠F压，当压力为12 N时，拉力传感器测出的拉力为 　3　⁠N。 不需要　 0.25　 3　 （1）间接测定木块受到的摩擦力：当木块做匀速直线运动时，在水平方向上所受拉力与摩擦力平衡，大小相等，摩擦力的大小可以从弹簧测力计上读出，所以，在实验中必须拉动木块做匀速直线运动。 【点拨】 （2）甲、乙两次实验中，木块对接触面的压力相等，乙中接触面比甲中粗糙，结果是乙中接触面对木块的摩擦力大，由此能够得到初步结论：当压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大。 （3）因为摩擦力大小与物体的运动速度无关，所以两次实验中，只要拉动木块做匀速直线运动就可以，对速度大小没有要求，故D正确。 （4） ①在本实验中，无论硬纸板是不是做匀速直线运动，铁块都处于静止状态，是平衡状态，受到的拉力与摩擦力相等，所以不需要匀速拉动硬纸板。 ②Ff与F压的关系图像是一条过原点的直线，是正比例函数，所以二者成正比。当压力为6 N时，摩擦力为1.5 N，故二者比值为＝＝0.25。拉力与摩擦力相等，有F＝Ff＝0.25F压＝0.25×12 N＝3 N。 ⁠ ⁠ 探究二力平衡的条件 3.在“探究二力平衡的条件”活动中： （1）如果物体只受到两个力的作用，且处于 　平衡　⁠状态，说明这两个力是相互平衡的。由此，小明提出，能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件？ 平衡　 （2）小华认为，若采用小明的方案，必须测出物体所受的重力和拉力的大小来进行比较。研究发现，在小明的方案中，只能根据相互作用的关系直接测出 　拉力　⁠的大小，在未知二力平衡条件的前提下，另一个力无法直接测量，所以这一方案无法实施下去。 拉力　 （3）为此，两位同学不断改