一、探究彈力的大小跟哪些因素有關
【例1】如圖1所示，我們用手拉彈簧，它就會伸長；用手壓彈簧，它就會縮短。針對影響彈簧的伸長或縮短的因素，請你提出一個猜想，並簡述驗證猜想的實驗方法。
（1）猜想：
（2）驗證猜想的實驗方法：
【解析】根據題意，什麼是“影響彈簧伸長或縮短的因素”？顯然是力。因此我們的猜想就是：彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長就越大（或彈簧受到的壓力越大，彈簧縮短的長度就越大）。那麼，如何設計實驗驗證猜想呢？這就需要考慮實驗的器材和方法。測量力的大小需要彈簧測力計（也可以在下面掛鈎碼），測量彈簧長度需要刻度尺。很多同學會這樣想：憑手的感覺就能知道力的大小，因此不需要彈簧測力計；憑目測就可以知道彈簧長度，幹嗎要刻度尺，多此一舉。在物理實驗中，不使用測量工具，是設計實驗的大忌。它反映了同學們還沒有精確測量的意識，必須避免這個錯誤。設計實驗時，需要清楚的是如何測量彈簧伸長或縮短的長度。
【答案】（1）彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長就越大；或彈簧受到的壓力越大，彈簧縮短的長度就越大．
（2）方法一：①把彈簧豎直固定在鐵架台上，用直尺測出彈簧原長L0；②在彈簧上面掛上彈簧測力計，並用力向上拉，記下彈簧測力計示數F1，用直尺測出彈簧這時的長度L1，得到伸長量ΔL1=（L1一L0）；③增加拉力，記下這時示數F，用直尺測出彈簧這時的長度L，得到ΔL=（L一L）；如此多測量幾組數據。④比較F與△L即可驗證猜想．
方法二：①把彈簧豎放在水平桌面上並固定好，用直尺測出彈簧原長L0；②在彈簧上面放一個鈎碼，記下鈎碼重力G1，用直尺測出彈簧的長度L1，得到縮短量ΔL1=（L0一L1）；③改變鈎碼的數量，記下這時鈎碼重G，用直尺測出彈簧的長度L，得到縮短量△L=（L0-L）；如此多測量幾組數據。④比較G與△L即可驗證猜想．
【點撥】對於這類題目的解題思路是：認真分析探究的問題，利用已有的知識、經驗和科學事實，提出可檢驗的推測和假設結論。設計實驗時，一定要使用測量工具。對於彈簧等彈性較好的物體來講，在一定範圍內，彈簧產生的彈力與它伸長的長度成正比。
二、探究物體所受重力的大小跟哪些因素有關
【例2】在探究“物體所受重力的大小跟哪些因素有關”的實驗時：
同學們有如下猜想：A．重力跟質量有關；B．重力跟位置有關；C．重力跟形狀有關。
為了驗證猜想C，現提供如下器材：彈簧測力計、天平、橡皮泥、三個形狀不同的石塊、鐵塊和鋁塊、細線、土豆、小刀。
請你選擇適當的器材，完成下列探究過程：
所選器材
探究步驟
分析論證
若_______，則_______
若_______，則_______
【解析】題目是以探究“物體所受重力的大小跟哪些因素有關”的實驗為載體，主要考查大家設計實驗的能力。要驗證重力與形狀的關係，首先要明確如何反應重力的大小，這需要彈簧測力計；其次要考慮控制變量，本實驗中的變量是物體的形狀，即需要改變物體的形狀。那麼能否選用三個形狀不同的石塊、鐵塊和鋁塊呢？不能。因為實驗只能是形狀不同，其它都應該相同，包括質量、材料等。同理，也不能選擇土豆。這樣器材就是橡皮泥，因為它可以方便地改變形狀，而其它都不變。只改變橡皮泥的形狀，測出各個情況下的重力大小後，進行分析論證，若重力相同，則重力大小與物體的形狀無關；若重力不同，則重力大小與物體的形狀有關。
【答案】
所選器材
彈簧測力計、橡皮泥、細線
探究步驟
（1）將橡皮泥捏成球形，用細線拴好，用彈簧測力計測出它的重力G1
（2）將該橡皮泥再捏成長方形，用細線拴好，用彈簧測力計測出它的重力G2
分析論證
若G1=G2，則重力大小與物體的形狀無關
若G1≠G2，則重力大小與物體的形狀有關
【點撥】在中考命題中對制定計劃與設計實驗能力的考查往往是從實驗器材的選用、實驗步驟的設計、科學探究的方法等方面考查，根據其考查的特點，在解決這類題目時一是首先弄清探究目的（探究要解決的問題），二是由探究目的確定探究的基本原理，三是由基本原理確定實驗器材及實驗步驟，四是由實驗步驟確定科學探究的方法。其中控制變量法是實驗中較普遍的方法，是考查的重點。當要研究的一個物理量與另外幾個物理量都有關係時，為簡化和方便，先研究與其中一個量的關係，而要控制其餘幾個量不變．這種研究問題的方法叫控制變量法．這種方法在實驗數據的表格上的反映為：某兩次試驗只有一個條件不相同，若兩次試驗結果不同，則與該條件有關，否則無關。反過來，若要研究的問題是物理量與某一因素是否有關，則應只使該因素不同，而其他因素均應相同。
三、探究滑動摩擦力與哪些因素有關
【例3】在探究滑動摩擦力與哪些因素有關的實驗中，小明的實驗過程如圖2所示。
圖2
（1）實驗操作的關鍵是什麼?
（2）由甲、乙兩圖得到的結論是_____________________________________________。
（3）圖乙和圖丙探究的問題是_______________________________________________。
（4）在此實驗的基礎上，小明又猜想：滑動摩擦力的大小可能與物體的接觸面積有關．請你利用圖中已有的器材，設計探究方案驗證小明的猜想．
【解析】題目考查滑動摩擦力的測量方法和控制變量法的運用。探究滑動摩擦力與哪些因素有關的關鍵是測量滑動摩擦力的大小，但滑動摩擦力的大小不能直接測量，只能通過測量拉力的方法間接測量。只有把物體放在水平支持面上，讓彈簧測力計沿水平方向勻速拉動物體時，滑動摩擦力的大小才等於彈簧測力計示數。比較甲、乙兩圖相同的是壓力，不同的是接觸面，一個是玻璃，一個是木板，它們的粗糙程度不同。這樣得到的結論是：壓力相同時，滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關。同理可判斷圖乙和圖丙探究的問題。第四問考查運用控制變量設計實驗的能力，即保持其它因素不變，只讓物體的接觸面積改變。而改變物體的接觸面積的最好方法是將長方體木塊分別平放、側放和立放。
【答案】（1）勻速拉動木塊；（2）壓力一定，滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關；（3）接觸面積一定時，滑動摩擦力與壓力的關係；（4）利用圖甲（或圖乙）的器材，將木塊分別平放、側放和立放，勻速拉動木塊，比較彈簧測力計的示數。
【點撥】滑動摩擦力的大小不能直接測量，只能通過測量拉力的方法間接測量。只有把物體放在水平支持面上，讓彈簧測力計沿水平方向勻速拉動物體時，滑動摩擦力的大小才等於彈簧測力計示數。滑動摩擦力大小的決定因素是接觸面間的壓力和接觸面粗糙程度，與接觸面積大小無關，與運動速度的大小無關，與是否做勻速直線運動無關，與拉力的大小等因素無關。
選自：《初中物理自制教具》
