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一、探究方法、目的类型
图1例1图1是牛顿第一定律的实验基础之一，让同一小车从斜面相同高度静止下滑，比较小车在不同水平面上通过的 ，据此可以推理得出：当水平面绝对光滑时，小车将做 .
分析：要解答本题需掌握：①能科学的认识事物，分析现象和把握物理规律；②力是改变物体运动状态的原因；③牛顿第一定律不能直接从实验得出结论，是在大量事实经验的基础上推理概况出来的.④牛顿第一定律的内容.
解：让同一小车从斜面相同高度静止下滑，比较小车在不同水平面上通过的距离；由题干中图可知：小车在木板上滑行的距离最远，因为木板最光滑，由此可以推理：当小车不受阻力时，应该沿着光滑的水平面永远保持匀速直线运动状态.
答案：（1）距离（或路程）；匀速直线运动；
点评：本题主要考查学生对牛顿第一定律的了解和掌握，也是对科学探究的能力的考查，是一道基础题.
二、探究过程类型
例2（2012年武汉中考）在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中，某同学提出下列猜想：
Ⅰ.与物体速度的大小有关
Ⅱ.与接触面的粗糙程度（表面状况）有关
Ⅲ.与压力的大小有关
图2 （1）为了验证上述猜想是否正确，他采用了图2甲所示的装置进行实验.实验中应拉着弹簧测力计使木块沿水平方向做 运动.
（2）实验时他发现弹簧测力计的示数不稳定，便对实验装置进行改进，如图3乙所示，他用双面胶将弹簧测力计固定在长方体木块的上表面，用细线连接弹簧测力计的挂钩和电动机.在木块上放置不同的砝码，当电动机以不同的转速工作时，通过细线水平拉动木块以不同的速度做匀速直线运动.实验记录如表1.
表1实验次数表面状况压力/N摩擦力/N木块的速度
/m·s-11木块—木板2.00.60.12同上4.01.20.13同上4.01.20.24木块—砂纸2.01.00.1②分析 两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅱ。
③分析 两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅲ。
分析：（1）滑动摩擦力是产生在物体接触面上的力，因此，在测量时应运用转换法，通过二力平衡的原理，借助弹簧测力计的拉力将其测出.在拉动木块时要求沿水平方向做匀速直线运动，使拉力与摩擦力成为一对平衡力。
（2）根据影响摩擦力大小的两个因素，结合控制变量法，可对图甲、图乙中的变量和控制量进行分析。
解：（1）因为只有木块做匀速直线运动时，摩擦力和拉力才是一对平衡力，它们的大小才会相等，因此，实验中应用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动。
（2）①在3、4两次实验中，其压力、表面状况和运动的速度都是不相同的，故不能研究摩擦力的大小与物体运动速度的关系。
②想验证摩擦力的大小与接触面的粗糙程度（表面状况）有关，即需选择压力、速度相同，但接触面的粗糙程度不同的实验进行比较即可，故选1、4两次实验。
③想验证摩擦力的大小与压力是否有关，即需选择表面粗糙程度、速度相同，但压力不同的实验进行比较即可，故选1、2两次实验。
答案：（1）匀速直线（2）①不能；②1、4；③1、2
点评：本实验中初中物理中较为典型的探究实验之一，主要运用了转换法和控制变量的研究方法，这是实验成功的基础，也是我们应该熟练掌握的实验技能.同时，二力平衡条件的运用、对实验结论的正确分析，也是我们应该从这类实验题中应该学到的.
三、生活器具设计型
例3（2012年福州中考）小佳同学利用运动鞋进一步探究“滑动摩擦力与压力大小的定量关系”.
图3 （1）如图3所示，他用弹簧测力计水平拉着运动鞋在水平桌面上做匀速直线运动，其目的是 ；此时弹簧测力计的示数为 N.
（2）再往鞋子里添加砝码并均匀摆放，改变的是鞋对桌面的 ，重复上述实验步骤进行多次实验，并将实验数据记录在表2中.
表2实验次数压力F/N测力计示数/N12.323.32.634.33.445.34.2（4）分析图象可得结论： .
（5）若他拉着运动鞋匀速前进的速度由0.02 m/s变为0.04 m/s，在其他情况不变时鞋受到的滑动摩擦力将 .（选填“变大”、“不变”或“变小”）
分析：（1）为了获取摩擦力的大小，采用了转换法，当物体做匀速直线运动时，受平衡力，弹簧测力计的拉力与摩擦力相等；看清图中弹簧测力计的分度值，根据指针的位置读数.
（2）摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，研究摩擦力与压力的关系，就应该控制接触面的粗糙程度，改变压力的大小.
（3）利用描点法，横坐标对应压力，纵坐标对应摩擦力，绘制出图象.
（4）分析图象，根据图象的特点就可以得出相应的结论.
（5）摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度和接触面的大小无关.
解：（1）实验过程中为了得到摩擦力的大小采用了转换法，即：沿水平方向拉动运动鞋做匀速直线运动，此时运动鞋受平衡力，所受滑动摩擦力等于弹簧测力计拉力的大小.图中弹簧测力计的分度值是0.2 N，指针指在1 N后面第9个小格上，因此读数是1.8 N.
答案：使拉力大小与滑动摩擦力大小相等；1.8.
（2）实验中，不断往鞋子里添加砝码并均匀摆放，改变的是鞋对桌面的压力的大小.故答案为：压力.
（3）图中横坐标对应的是压力，纵坐标对应的是摩擦力，把表中的数据用描点法绘制图象如下：
（4）由图象可以看出，摩擦力与压力的关系图象是正比例函数图象，因此可以得出的结论是：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力与压力大小成正比. 答案：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力与压力大小成正比.
（5）拉着运动鞋匀速前进的速度由0.02 m/s变为0.04 m/s，运动鞋仍然做匀速直线运动，受到的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力的大小不变.
答案：不变
点评：本题考查的是探究影响摩擦力大小的实验，实验中采用的是控制变量法，研究摩擦力与压力的关系，需要控制接触面的粗糙程度，改变压力的大小，是中考常考的实验之一.
四、综合应用型
例4（2012年河南中考）用图4所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系.
（1）实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对 力.
（2）某次实验中弹簧测力计的指针位置如图5所示，它的示数是 N.
表3实验次数12345压力F/N34567摩擦力f/N0.60.81.01.21.4（4）分析图象可知：当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成 .
（5）实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半.她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小.你认为她的结论正确吗？ ，理由是： .
图5图6分析：（1）根据二力平衡的知识可知，要让木块在水平板面上做匀速直线运动，只有这样才可以测出摩擦力.
（2）弹簧测力计读数要首先明确刻度的标注方向，读数时应从小刻度向大刻度方向观察，同时认清分度值，并细心数格，才能保证读数的正确性.
（3）利用描点法，横坐标对应压力，纵坐标对应摩擦力，绘制出图象.
（4）从数据上看，接触面粗糙程度一定时，压力越大，受到的摩擦力越大.
（5）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，探究滑动摩擦力大小跟接触面积大小的关系时，控制压力大小和接触面粗糙程度不变.
解：（1）摩擦力和弹簧测力计的拉力是水平方向上一对方向相反的力，若木块匀速直线运动，匀速直线运动状态就是一种平衡状态，此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力，读出弹簧测力计的示数，就等于摩擦力.
（2）读图可知，弹簧测力计把1 N分成了5份，其分度值为0.2 N，故该测力计的示数为1 N+0.2 N×3=1.6 N.
图7（3）图中横坐标对应的是压力，纵坐标对应的是摩擦力，把表中的数据用描点法绘制图象如图7。
（4）从图象上看出，这是个正比例函数图象，在接触面的粗糙程度一定时，摩擦力的大小与压力的大小成正比。
（5）因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时，应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变，小丽将木块沿竖直方向截去一半后，虽然接触面的粗糙程度没变，但木块对接触面的压力减小了一半，所以得出了错误的结论.
答案：（1）平衡（2）1.6（3）如图7（4）正比（5）不正确；没有控制压力大小不变.
点评：本题考查的是探究影响摩擦力大小的实验，涉及到的知识点比较多，有：平衡力、影响摩擦力大小的因素、实验数据的分析能力、图象的分析能力，实验中采用的是控制变量法，是中考常考的实验之一，是一道综合题，也是一道好题.
图1例1图1是牛顿第一定律的实验基础之一，让同一小车从斜面相同高度静止下滑，比较小车在不同水平面上通过的 ，据此可以推理得出：当水平面绝对光滑时，小车将做 .
分析：要解答本题需掌握：①能科学的认识事物，分析现象和把握物理规律；②力是改变物体运动状态的原因；③牛顿第一定律不能直接从实验得出结论，是在大量事实经验的基础上推理概况出来的.④牛顿第一定律的内容.
解：让同一小车从斜面相同高度静止下滑，比较小车在不同水平面上通过的距离；由题干中图可知：小车在木板上滑行的距离最远，因为木板最光滑，由此可以推理：当小车不受阻力时，应该沿着光滑的水平面永远保持匀速直线运动状态.
答案：（1）距离（或路程）；匀速直线运动；
点评：本题主要考查学生对牛顿第一定律的了解和掌握，也是对科学探究的能力的考查，是一道基础题.
二、探究过程类型
例2（2012年武汉中考）在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中，某同学提出下列猜想：
Ⅰ.与物体速度的大小有关
Ⅱ.与接触面的粗糙程度（表面状况）有关
Ⅲ.与压力的大小有关
图2 （1）为了验证上述猜想是否正确，他采用了图2甲所示的装置进行实验.实验中应拉着弹簧测力计使木块沿水平方向做 运动.
（2）实验时他发现弹簧测力计的示数不稳定，便对实验装置进行改进，如图3乙所示，他用双面胶将弹簧测力计固定在长方体木块的上表面，用细线连接弹簧测力计的挂钩和电动机.在木块上放置不同的砝码，当电动机以不同的转速工作时，通过细线水平拉动木块以不同的速度做匀速直线运动.实验记录如表1.
表1实验次数表面状况压力/N摩擦力/N木块的速度
/m·s-11木块—木板2.00.60.12同上4.01.20.13同上4.01.20.24木块—砂纸2.01.00.1②分析 两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅱ。
③分析 两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅲ。
分析：（1）滑动摩擦力是产生在物体接触面上的力，因此，在测量时应运用转换法，通过二力平衡的原理，借助弹簧测力计的拉力将其测出.在拉动木块时要求沿水平方向做匀速直线运动，使拉力与摩擦力成为一对平衡力。
（2）根据影响摩擦力大小的两个因素，结合控制变量法，可对图甲、图乙中的变量和控制量进行分析。
解：（1）因为只有木块做匀速直线运动时，摩擦力和拉力才是一对平衡力，它们的大小才会相等，因此，实验中应用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动。
（2）①在3、4两次实验中，其压力、表面状况和运动的速度都是不相同的，故不能研究摩擦力的大小与物体运动速度的关系。
②想验证摩擦力的大小与接触面的粗糙程度（表面状况）有关，即需选择压力、速度相同，但接触面的粗糙程度不同的实验进行比较即可，故选1、4两次实验。
③想验证摩擦力的大小与压力是否有关，即需选择表面粗糙程度、速度相同，但压力不同的实验进行比较即可，故选1、2两次实验。
答案：（1）匀速直线（2）①不能；②1、4；③1、2
点评：本实验中初中物理中较为典型的探究实验之一，主要运用了转换法和控制变量的研究方法，这是实验成功的基础，也是我们应该熟练掌握的实验技能.同时，二力平衡条件的运用、对实验结论的正确分析，也是我们应该从这类实验题中应该学到的.
三、生活器具设计型
例3（2012年福州中考）小佳同学利用运动鞋进一步探究“滑动摩擦力与压力大小的定量关系”.
图3 （1）如图3所示，他用弹簧测力计水平拉着运动鞋在水平桌面上做匀速直线运动，其目的是 ；此时弹簧测力计的示数为 N.
（2）再往鞋子里添加砝码并均匀摆放，改变的是鞋对桌面的 ，重复上述实验步骤进行多次实验，并将实验数据记录在表2中.
表2实验次数压力F/N测力计示数/N12.323.32.634.33.445.34.2（4）分析图象可得结论： .
（5）若他拉着运动鞋匀速前进的速度由0.02 m/s变为0.04 m/s，在其他情况不变时鞋受到的滑动摩擦力将 .（选填“变大”、“不变”或“变小”）
分析：（1）为了获取摩擦力的大小，采用了转换法，当物体做匀速直线运动时，受平衡力，弹簧测力计的拉力与摩擦力相等；看清图中弹簧测力计的分度值，根据指针的位置读数.
（2）摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，研究摩擦力与压力的关系，就应该控制接触面的粗糙程度，改变压力的大小.
（3）利用描点法，横坐标对应压力，纵坐标对应摩擦力，绘制出图象.
（4）分析图象，根据图象的特点就可以得出相应的结论.
（5）摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度和接触面的大小无关.
解：（1）实验过程中为了得到摩擦力的大小采用了转换法，即：沿水平方向拉动运动鞋做匀速直线运动，此时运动鞋受平衡力，所受滑动摩擦力等于弹簧测力计拉力的大小.图中弹簧测力计的分度值是0.2 N，指针指在1 N后面第9个小格上，因此读数是1.8 N.
答案：使拉力大小与滑动摩擦力大小相等；1.8.
（2）实验中，不断往鞋子里添加砝码并均匀摆放，改变的是鞋对桌面的压力的大小.故答案为：压力.
（3）图中横坐标对应的是压力，纵坐标对应的是摩擦力，把表中的数据用描点法绘制图象如下：
（4）由图象可以看出，摩擦力与压力的关系图象是正比例函数图象，因此可以得出的结论是：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力与压力大小成正比. 答案：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力与压力大小成正比.
（5）拉着运动鞋匀速前进的速度由0.02 m/s变为0.04 m/s，运动鞋仍然做匀速直线运动，受到的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力的大小不变.
答案：不变
点评：本题考查的是探究影响摩擦力大小的实验，实验中采用的是控制变量法，研究摩擦力与压力的关系，需要控制接触面的粗糙程度，改变压力的大小，是中考常考的实验之一.
四、综合应用型
例4（2012年河南中考）用图4所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系.
（1）实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对 力.
（2）某次实验中弹簧测力计的指针位置如图5所示，它的示数是 N.
表3实验次数12345压力F/N34567摩擦力f/N0.60.81.01.21.4（4）分析图象可知：当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成 .
（5）实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半.她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小.你认为她的结论正确吗？ ，理由是： .
图5图6分析：（1）根据二力平衡的知识可知，要让木块在水平板面上做匀速直线运动，只有这样才可以测出摩擦力.
（2）弹簧测力计读数要首先明确刻度的标注方向，读数时应从小刻度向大刻度方向观察，同时认清分度值，并细心数格，才能保证读数的正确性.
（3）利用描点法，横坐标对应压力，纵坐标对应摩擦力，绘制出图象.
（4）从数据上看，接触面粗糙程度一定时，压力越大，受到的摩擦力越大.
（5）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，探究滑动摩擦力大小跟接触面积大小的关系时，控制压力大小和接触面粗糙程度不变.
解：（1）摩擦力和弹簧测力计的拉力是水平方向上一对方向相反的力，若木块匀速直线运动，匀速直线运动状态就是一种平衡状态，此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力，读出弹簧测力计的示数，就等于摩擦力.
（2）读图可知，弹簧测力计把1 N分成了5份，其分度值为0.2 N，故该测力计的示数为1 N+0.2 N×3=1.6 N.
图7（3）图中横坐标对应的是压力，纵坐标对应的是摩擦力，把表中的数据用描点法绘制图象如图7。
（4）从图象上看出，这是个正比例函数图象，在接触面的粗糙程度一定时，摩擦力的大小与压力的大小成正比。
（5）因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时，应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变，小丽将木块沿竖直方向截去一半后，虽然接触面的粗糙程度没变，但木块对接触面的压力减小了一半，所以得出了错误的结论.
答案：（1）平衡（2）1.6（3）如图7（4）正比（5）不正确；没有控制压力大小不变.
点评：本题考查的是探究影响摩擦力大小的实验，涉及到的知识点比较多，有：平衡力、影响摩擦力大小的因素、实验数据的分析能力、图象的分析能力，实验中采用的是控制变量法，是中考常考的实验之一，是一道综合题，也是一道好题.