Question

在课外实践活动中小明带了一块已切成长方体的肥皂（如图甲，前后面保留了凹下去的字）做了以下实验：
（1）测肥皂的密度
①小明需要的测量工具是______、______．
②小明用以上测量工具测出了肥皂的相关物理量，他计算密度的表达式应为______（用直接测量的物理量表达）．
③用上面方法测出的密度______（偏大/偏小）．
（2）探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系小明提出了以下的设计方案：
①在肥皂的侧面安装一个拉钩，如图乙，将没有字的一面放在水平桌面上，用弹簧测力计拉着它做匀速直线运动，读出其读数为F₁；
②用小刀将有字的部分削平后放在同一水平桌面上（接触面的粗糙程度与①相同），如图丙，用弹簧测力计拉着它做匀速直线运动，读出其读数为F₂；
③比较得出结论：若F₁和F₂不等，则说明滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关；若F₁和F₂相等，则说明滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关．
小红认为这个设计方案不妥，你能说出其原因吗？______．提出你的改进方法：______．

Answer

（1）测量固体的密度需要知道它的质量与体积，质量可用天平来测，体制积则可通过测量边长直接求出；利用公式，用测量的量将肥皂的密度表示出来就是计算密度的表达式；分析实验误差时应从质量和体积两个方面考虑，看哪一环节对测量结果造成了影响；
（2）要想探究摩擦力的大小与接触面积的关系，应控制压力和接触面的粗糙程度都不变才行．
【解析】
（1）①需要用天平来测量肥皂的质量，用刻度尺测出长方体肥皂的边长，求出其体积；
②根据测量结果，肥皂的密度表达式应为ρ==；
③因为保留了肥皂上凹下去的字，因此，测量出的体积偏大，则最终的密度会偏小；
（2）分析操作步骤可知，用小刀将有字的部分削平后，肥皂对桌面的压力变小了，这不符合控制变量法的要求．因此，我们在改进时可以考虑先削平后，再分别改变接触面积测量摩擦力的大小．
故答案为：（1）①天平，刻度尺； ②ρ=； ③偏小；（2）没有控制压力的大小相同；肥皂的侧面安装一个拉钩后，先做步骤②，再做步骤①．