Question

20．小明总结初中两年物理学习所做的探究实验发现：
（1）当要研究的物理量大小不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接显示出来．

例如在甲图所示的实验中，应让木块在木板上做匀速运动，摩擦力的大小就是通过弹簧测力计显示的示数间接反映．在图乙所示的实验中，动能的大小是通过球对木块做的功间接反映出来的．这种研究问题的方法叫转换法．
（2）当要研究的物理量与多个因素都有关系时，就要采用控制变量方法．例如要研究摩擦力与压力的关系，就要多次改变压力，同时保持接触面的粗糙程度不变．做实验时我们改变压力的具体办法是增加或减少木块上砝码的个数．要研究动能跟质量的关系，就要改变质量，同时控制速度不变．具体办法是：换用质量不同的球并让它们从同一斜面的同一高度由静止滑下．

Answer 1

分析 （1）探究影响摩擦力大小的因素实验中，摩擦力的大小不便于测量，因为当木块在木板上做匀速直线运动时，测力计的拉力与摩擦力是一对平衡力，所以让木块在木板上做匀速运动，是可以通过测力计的示数间接显示滑动摩擦力的大小；
球的动能大小也是不采取直接测量的方法，是通过球对木块做的功的多少间接反映出来的，采用转换法；
（2）摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，动能的大小与物体运动的速度和物体的质量有关，因此，在研究时必须使用控制变量法，每次都要控制一个量，研究另一个量．

解答 解：
（1）甲实验中，因为当木块在木板上做匀速直线运动时，测力计的拉力与摩擦力是一对平衡力，由此可知：由测力计的示数间接显示滑动摩擦力的大小的条件是，一定让木块在木板上做匀速运动；
乙实验中，球的动能大小是通过球对木块做的功，来体现动能大小的，所以要比较球对木块做功的多少来间接反映，以上两个实验采用的是转换法；
（2）甲实验研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变压力大小，同时保持接触面的粗糙程度不变．做实验时我们改变压力大小的具体方法是增加或减少木块上砝码的个数；
同质量的小球在同一斜面的同一高度滑下时，到达水平面的速度是相同的，所以换不同质量的小球，让小球从同一高度滑下，是为了控制速度不变，探究动能大小跟质量的关系．
故答案为：（1）匀速；球对木块做的功；转换法；（2）控制变量；接触面的粗糙程度；增加或减少木块上砝码的个数；速度；质量不同的球；同一斜面的同一高度．

点评 本题的解题关键是熟悉实验的基本内容，通过对比观察，在（1）中使用转换法进行分析；在（2）中利用控制变量法．初中物理常用的探究方法：控制变量法；转换法；类比法；模型法；等效替代法等．其中控制变量法是最常用的方法．