Question

（2013?如皋市二模）小芳实验小组对“金属丝被拉断时，拉力的大小与哪些因素有关”进行了探究．他们的猜想：
猜想一，拉力的大小与金属丝的长度有关．
猜想二，拉力的大小与金属丝的横截面积有关．
猜想三，拉力的大小与金属丝的材料有关．
为了探究的方便，他们使用的器材是：拉力机一台（拉力机可逐渐增大固定在其上的金属丝的拉力，可以显示金属丝刚被拉断时拉力的大小）、金属丝若干（各种材料、各种长度、各种横截面积的金属丝）和其他辅助工具．
（1）为了验证猜想一，她们选用拉力机、三根材料相同的金属丝进行了实验，得到的数据如下表．

实验次数	横截面积/mm2	长度/m	拉断时拉力大小/N
1	2	0.5	1 500
2	2	1.0	1 500
3	2	1.5	1 500

由表中数据可判断猜想一是

错误

（选填：“正确”或“错误”）的．
（2）为了验证猜想二，她们选用三根材料和长度都相同，而横截面积不同的金属丝分别安装在拉力机上进行实验，得到的数据如下表

实验次数	长度/m	横截面积/mm2	拉断时拉力大小/N
1	2	0.5	1 500
2	2	1.0	3 000
3	2	1.5	4 500

由表中数据可以得出的结论是

在材料与长度不变时，金属丝被拉断时拉力的大小与金属丝的横截面积成正比

．
（3）请你设计一个简单实验，验证猜想三是否正确．
简要做法：

选用三根横截面积和长度都相同，而材料不同的金属丝分别安装在拉力机上进行实验，测出三根金属丝被拉断时的拉力F₁、F₂、F₃

．
如何判断：

当F₁=F₂=F₃时，说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料无关或当F₁≠F₂≠F₃时，说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料有关

．

Answer 1

分析：（1）根据表中拉力的大小即可判断拉力的大小与金属丝的长度是否有关；
（2）根据表中拉力的大小与横截面积的关系即可得出正确结论；
（3）根据控制变量法的思想，通过题中给出的猜想，控制其他因素不变，只改变探究的因素，分别测出金属丝拉断时的拉力，然后进行比较．

解答：解：（1）根据表中数据可知，材料相同的，横截面积也相同的，长度不同的三根相同材料的金属丝，拉断时拉力的大小都是1500N，由此可知与长度无关，故猜想一错误．
（2）根据表中数据可知，材料相同的，长度也相同的，横截面积不同的三根相同材料的金属丝，当横截面积增大时，拉断时拉力也随之增大，并且拉力与横截面积的比值不变，故在材料与长度不变时，金属丝被拉断时拉力的大小与金属丝的横截面积成正比．
（3）简要做法：选用三根横截面积和长度都相同，而材料不同的金属丝分别安装在拉力机上进行实验，测出三根金属丝被拉断时的拉力F₁、F₂、F₃．
如何判断：当F₁=F₂=F₃时，说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料无关或当F₁≠F₂≠F₃时，说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料有关．
故答案为：
（1）错误；
（2）在材料与长度不变时，金属丝被拉断时拉力的大小与金属丝的横截面积成正比；
（3）选用三根横截面积和长度都相同，而材料不同的金属丝分别安装在拉力机上进行实验，测出三根金属丝被拉断时的拉力F₁、F₂、F₃．
当F₁=F₂=F₃时，说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料无关或当F₁≠F₂≠F₃时，说明金属丝被拉断时拉力的大小与金属线的材料有关．

点评：物理学中对于多因素的问题，常常采用控制因素的办法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，一定要掌握控制变量法．