北京考题探究影响滑动摩擦力大小的因素解析.docx
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北京考题探究影响滑动摩擦力大小的因素解析
实验八、探究影响滑动摩擦力大小的因素
（一）基础实验
考查点
考查内容及要求
实验目的
探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验原理或方法
二力平衡、转换法
实验器材
长木板、棉布、毛巾、带挂钩的木块、弹簧测力计各一个、钩码一盒
实验装置图
实验过程及步骤（知识、技能、方法）
教材上的操作方法
1．调节器材：
使用前弹簧测力计指针应调零，若指针不在零刻度线应该调零[若实在调不了的记录零误差]（注:
测力计水平放置与竖直放置的零刻度不同）正确使用弹簧测力计
2．用弹簧测力计水平拉着木块在水平木板上做匀速直线运动，记下测力计的示数在实验记录表上。
3．用弹簧测力计水平拉着木块在水平的棉布表面上做匀速直线运动，记下测力计的示数在实验记录表上。
4．用弹簧测力计水平拉着木块在水平的毛巾表面上匀速直线运动，记下测力计的示数在实验记录表上。
5.在木块上放上钩码n1个，用弹簧测力计水平拉着木块在水平木板上匀速直线运动，记下测力计的示数在实验记录表上。
6.在木块上放上钩码n2个，用弹簧测力计水平拉着木块在水平木板上匀速直线运动，记下测力计的示数在实验记录表上。
7．用同一个木块，改变它与木板的接触面积，用弹簧测力计水平拉着木块在光滑水平木板上匀速直线运动，记下测力计的示数在实验记录表上。
8．用同一个木块，改变它与木板的速度，用弹簧测力计水平拉着木块在水平木板上匀速直线运动，记下测力计的示数在实验记录表上。
减小误差的操作方法
1.误差原因1：
用手拖动弹簧测力计很难保证木块做匀速直线运动。
改进方法：
将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块B，木块B下面是长木板．实验时拖动长木板运动，然后读出弹簧测力计的示数，即可测出木块B和木板之间的摩擦力。
2.误差原因2：
测力计水平放置与竖直放置的零刻度不同。
改进方法（学生思考是否可行）：
把测力计由水平放置改为竖直放置，用定滑轮改变力的方向。
把测力计固定在铁架台上，使测力计竖直放置，在测力计下方装一个定滑轮，使测力计对木块的拉力沿水平方向；实验时拖动长木板运动，然后读出弹簧测力计的示数，即可测出木块B和木板之间的摩擦力。
实验结论
①、滑动摩擦力与接触面面积的大小无关。
③、滑动摩擦力与物体运动速度无关。
③、滑动摩擦力与压力有关，压力越大，滑动摩擦力越大。
④、滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
试验次数
接触面材料
钩码个数
摩擦力/N
1
木块
0
2
木块
2
3
棉布或毛巾
2
实验记录表格：
（二）例题剖析
例1.摩擦是一种常见的现象，在运动和生活中起着重要作用，下面我们用实验来研究摩擦；
实验室提供下列器材：
A带钩的长方体木块，B带钩的正方体木块C表面平整的长木板D几条毛巾 E直尺F弹簧测力计G几支圆钢笔 Ｈ砝码
（1）下表是研究滑动摩擦力得到的数据，请分析数据回答下列问题。
实验次数
接触面的粗糙程度
压力情况
木块的速度
测力计示数（N）
1
木板
木块
（v1）
0.8
2
毛巾
木块
（v1）
1.2
3
木板
木块
（v2）
0.8
4
木板
木块+砝码
（v1）
1.5
数据分析：
ａ．分析1、2两组实验数据可以得出结论：
ｂ．1、3两组实验目的是研究：
________________________________
ｃ．要研究滑动摩擦力大小与压力是否有关，应完成 两组实验。
ｄ．上述实验体现出了一种研究物理问题的方法叫“”。
（２）．因为物体间的接触面积有大小，那么滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有没有关系呢请你用上面器材设计一个探究实验进行研究。
实验器材:
___________________（选填上面器材的字母）
主要探究过程：
______________________________________________________________
________________________________________________________________________
解析：
研究摩擦力大小与什么因素有关，要利用控制变量法来研究，研究与接触面大小是否有关，必须保持接触面积的不同。
答案：
（1）a.滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关。
b.滑动摩擦力与物体运动速度的关系。
C.1、4
d.控制变量法
（2）A、C、F
1.将长方体木块平放在桌面上，用测力计水平拉着长方体木块匀速前进，读出示数F1.
2.将长方体木块侧放在水平桌面上，用测力计水平拉着长方体木块匀速前进，读出示数F2.
3.比较F1、F2的大小，得出结论。
若F1、F2的大小相等，说明压力和接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
否则，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。
例2.小明在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，实验过程如图所示
（1）在实验中，用弹簧测力计拉着木块时，应沿水平方向拉动，且使它在固定的水平面上________运动．根据________条件可知，此时木块所受的滑动摩擦力与弹簧拉力的大小_______．这种测摩擦力的方法是________（填“直接”或“间接”）测量法.
（2）比较（a）、（b）两图说明滑动摩擦力的大小与____________有关；比较____________两图说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
（3）在上述实验中，对于摩擦力大小的测量你认为是否准确？
请你作出评价．
解析：
水平匀速拉动木块，让木块做匀速直线运动，木块处平衡状态，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力等于拉力；根据控制变量法的要求分析图示实验，根据控制的变量与实验现象得出实验结论。
答案：
（1）匀速直线，二力平衡，相等，间接
（2）压力,ac.
（3）不够准确，因为手拉物体很难保证物体一直做匀速直线运动。
（3）典题精练
1.
基础训练
1.（2015•海淀区期末）在学习摩擦力时，小丽猜想滑动摩擦力的大小可能与物体运动的速度大小、压力大小、接触面的粗糙程度以及接触面的面积大小有关，为此，她分别进行了探究实验。
在小丽通过图23所示的装置探究“物体所受滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小是否有关”的实验过程中：
（1）自变量是；
（2）匀速拉动木块，则木块所受滑动摩擦力的大小即等于绳的拉力大小，这是利用了的知识。
答案：
（1）接触面的面积大小
（2）二力平衡
2.（2014•菏泽中考）如图所示，冰壶从出发点A被运动员推着运动6m后，在B被推出，沿冰道运动30m到O点停下来．被推出去的冰壶停下来，是由于；
考点：
物体运动状态变化的原因；
专题：
运动和力．
分析：
（1）力的作用效果可以改变物体的运动状态和形状．
解答：
解：
力是改变物体运动状态的原因，被推出去的冰壶停下来，是由于冰面对冰壶有摩擦阻力；
故答案为：
冰面对冰壶有摩擦阻力；
3.（2013•丽水中考）如图是“研究滑动摩擦力与压力关系”的实验。
在甲、乙两次实验中，
用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使木块在水平木板上作匀速直线运动。
则下列说法正确的是（）
A．图乙中的木块速度越大，滑动摩擦力越大
B．图甲中的木块只受到拉力、滑动摩擦力等两个力
C．图甲中弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小
D．该实验得出的结论：
物体间接触面的压力越大，滑动摩擦力越小
答案：
C
4.（2016•安徽）小云将手掌轻压桌面并向前推，体验到桌面对手的运动有较小的阻力。
将手掌重压桌面并向前推，体验到桌面对手的运动有较大的阻力，根据这个情况和生活经验，对滑动摩擦力跟那些因素有关，作出了猜想。
猜想一：
滑动摩擦力跟压力有关；
猜想二：
滑动摩擦力跟接触面粗糙程度有关；
猜想三：
滑动摩擦力跟接触面的面积有关；
猜想四：
滑动摩擦力跟物体运动的速度有关；
猜想五：
滑动摩擦力跟材料有关；
（1）小云同学用如图所示的装置验证猜想一、猜想二、猜想三、猜想四。
首先竖直向上匀速拉弹簧测力计，使物块在水平木板上做匀速直线运动（拉物块的细绳保持水平），这时弹簧测力计的示数为2.8N，则此时物块受到的滑动摩擦力为N。
（2）要验证猜想一，自变量是，因变量是，保持不变的量是。
（3）小云在木块上压上一个钩码，铺上毛巾做三次实验：
①匀速竖直向上拉测力计，使木块以的速度匀速运动，记录测力计的示数F。
②匀速竖直向上拉测力计，使木块以的速度匀速运动，记录测力计的示数F。
③匀速竖直向上拉测力计，使木块以的速度匀速运动，记录测力计的示数F。
根据二力平衡f=F计算出滑动摩擦力并记录在表格中。
速度v
小
较大
大
滑动摩擦力f/N
1.8
1.8
1.8
通过分析表中证据，你得出的结论是。
答案：
（1）2.8
（2）压力摩擦力表面粗糙程度（3）摩擦力的大小与物体运动的速度无关
2.能力提升
1.用5N的水平拉力拉着一物体以1m/s的速度在足够长的水平桌面上做匀速直线运动，物体受到的摩擦力为N，若拉力增大3N，速度增大到2m/s，物体受到的摩擦力为N，将拉力撤除，物体还没有停止运动之前，受到的摩擦力为N。
答案：
5.5.5
2.（2013•扬州中考）小明观察如下漫画，总结了四个观点，错误的是
甲乙丙
A．甲图此刻人对箱子推力等于箱子受到的摩擦力
B．乙图此刻箱子受到的摩擦力大于甲图此刻箱子受到的摩擦力
C．丙图此刻人对箱子推力大于箱子受到的摩擦力
D．丙图箱子在同一水平面上滑动时受到的摩擦力大小不变
答案：
C
3.（2016•石景山）小军利用如图24所示的装置，在水平木板上，分别匀速拉动两个同种材料制成的体积不同的正方体A和B，他发现“匀速拉动物体A时，所用的拉力大”，于是他认为“物体与木板接触面积越大，所受的摩擦力就越大”。
小雪认为小军的观点是错的。
请利用给定的实验器材，设计一个实验证明小军的观点是错误的。
答案
（1）将物体A放在物体B上，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动物体B，示数为F1；（1分）
（2）仿照步骤
（1）将物体B放在物体A上，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动物体A，示数为F2；
（3）发现F1=F2，说明小军的观点是错误的（1分）
（分别将物体A叠放在物体B上、将物体B叠放在物体A上，用弹簧测力计竖直向上匀速拉动物体。
发现前后两次实验弹簧测力计的示数不变。
说明小军的观点是错误的。
）
4.（2015•盘锦中考）锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧紧套在锤柄上；也有人用在锤头和锤柄的缝隙中钉入木楔的方法，使锤头紧紧套在锤柄上．请用相关的物理知识解释这两种做法．
解：
（1）用撞击锤柄的方法时，锤头和锤柄一起向下运动，当锤柄停止运动，锤头由于惯性继续向下运动，使锤头紧紧套在锤柄上．
（2）在锤头和锤柄的缝隙中钉入木楔时，接触面粗糙程度不变，增大压力从而增大摩擦力，使锤头紧紧套在锤柄上．
5.（2016•大兴一模）在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时，小红设计了如图19甲、乙、丙所示的三个实验，三个实验中所用的正方体木块质量相同、各面的粗糙程度也相同，长木板上贴有砂纸，图甲和图乙中所用的是相同的砂纸。
在图甲和图丙中，使木块在长木板上的砂纸上运动；图乙中在木块上叠放一个钩码，使它们一起在长木板的砂纸上运动。
（1）实验前同学们提出了以下几种猜想，仅用小红设计的三个实验，可以探究下列猜想 是否正确 （填写选项前的字母）。
A．与压力大小有关B．与物体运动速度有关
C．与物体间的接触面积大小有关D．与物体间接触面的粗糙程度有关
（2）实验中用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做 运动，则可以认为测力计的示数等于木块受到的摩擦力大小。
（3）图19丙中，弹簧测力计的示数为 N。
（4）在实验评估阶段，同学们认为小红设计的实验还有可以改进之处。
请你提出至少一条改进的措施：
。
答案：
（1）ABD
（2）匀速直线或匀速（3）2.6
（4）如：
增加一个定滑轮使测力计竖直向上拉；保持弹簧秤静止而使木板向左运动
3.
中考真题
1.（2014•济宁中考）摩擦现象广泛存在于人们的生活与生产中。
小梦对此很感兴趣，围绕生活中的摩擦现象进行了探究。
（1）小梦分别对物体在静止状态和匀速运动状态下受摩擦力情况进行了研究，并绘制了图象，如图15所示。
请比较图像中A、B两点处力的大小（填“>”、“<”、“=”或“不能确定”）：
①FAfA②FBfB
（2）摩擦知识在生活中的应用非常广泛，并不断地进行着改进，火柴的擦然就是一例，如图16中所示。
火柴盒侧面已由以前的图16（a）替换成图16（b）的式样，这样设计的现实意义是。
答案：
（1）=>
（2）增大摩擦，便于更容易点燃火柴。
2.（2013•南充中考）用如图9所示的装置“探究摩擦力跟压力大小的关系”：
（1）实验时，水平拉动术块在水平木板上做运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小;
（2）某次实验中弹簧测力计的指针位置如图9所示，它的示数是；
（3）改变木块上所加钩码的个数进行多次实验，记录的数据如表所示
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/N
3
4
5
6
7
摩擦力f/N
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
①此实验中采用了物理学中常用的来探究。
②分析表中数据可知，当接触面的材质相同、粗糙程度相同、。
答案：
（1）匀速直线
（2）1.6N；（3）控制变量法；压力越大，滑动摩擦力越大。
3.（2013•北京中考）在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关时，小东认为物体所受滑动摩擦力的大小跟物体对接触面的压强有关。
水平桌面上有符合实验要求的带滑轮的木板，两个大小不同、材料相同、表面粗糙程度相同的带挂钩的立方体木块A和B，弹簧测力计和细线。
请你利用上述器材设计实验证明小东的观点是错误的。
请你写出主要实验步骤和实验现象。
答案：
主要实验步骤及实验现象：
（1）将木块A放在带滑轮的木板上，木块B放在木块A上，细线的一端系在木块A的挂钩上，另一端绕过滑轮系在弹簧测力计的挂钩上，竖直向上匀速拉动测力计，使木块A和B在水平力作用下沿水平木板做匀速直线运动，读出测力计的示数为F1并记录；
（2）将木块B放在带滑轮的木板上，木块A放在木块B上，仿照步骤
（1）的操作，读出测力计的示数为F2并记录；
（3）比较F2与F1，发现F2=F1，说明物体所受滑动摩擦力的大小跟物体对接触面的压强无关，因此小东的观点是错误的。
4.（2013•日照中考）
（1）图1是“测量水平运动物体所受的滑动摩擦力”的实验装置图；实验时在水平桌面上用弹簧测力计水平向左拉动一个长方体木块，使其作匀速直线运动，弹簧测力计示数如图16所示；由 知识可知，木块所受的滑动摩擦力为 N．
（2）在“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关时”，李丽同学提出“滑动摩擦力大小可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想；张华同学提出来“滑动摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关”的猜想．图2是他们进行探究实验的实验装置图．
①李丽同学为了完成他自己的探究应该按 两个图所示的方案进行．
②张华选用正确的实验装置进行实验，得到的实验数据见下表；请根据表中记录的数据，在答题卡中的坐标系中作出摩擦力的大小Ff与接触面受到的压力大小FN之间的关系图象；根据图象可以得出Ff与FN的关系是 ；
FN/N
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Ff/N
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
（3）“滑动摩擦力的大小是否与接触面的面积有关呢？
”张华将图甲中的木块侧放在水平木板上，用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动，发现弹簧测力计的读数和图甲的示数一样，得出“滑动摩擦力的大小和接触面积的大小无关”的结论．而李丽将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后，用弹簧测力计拉着木块在木板上做匀速直线运动，发现弹簧测力计的读数为图甲中示数的一半，得出“滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关”的结论．你认为 的结论是错误的；错误的原因 ．
答案：
（1）二力平衡2.8
（2）①甲、丙 ②成正比
（3）小丽实验中没有保持压力不变
5.（2014•苏州中考）在学过摩擦力知识后，小明想探究：
摩擦力大小是否与压力、重力都有关系？
他利用如图所示的装置进行探究实验．
实验步骤如下：
①把金属盒放在质量不计的白纸上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数．
②将质量不计的氢气球系在金属盒上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数．
③再往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计示数与步骤①中的示数相等，拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数．
实验相关数据如下表：
实验序号
台式测力计示数F1/N
金属盒总重力G/N
弹簧测力计示数F2/N
①
4.8
4.8
1.8
②
3.2
1.2
③
4.8
6.4
1.8
（1）此实验是根据原理测出摩擦力大小的．
（2）与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验具有容易操作的优点，具体体现在：
．（写出一条即可）
（3）请你补齐上表中空格处的数据，其值为N.
（4）实验中是通过来改变金属盒总重力的．
（5）比较实验步骤（填序号）的数据，说明摩擦力大小与重力无关．
答案：
（1）二力平衡
（2）不需要匀速拉动白纸（其他合理答案均可）
（3）4.8（4）往金属盒内注入沙子（5）①③
6.（2015•安顺）在“研究影响滑动摩擦力的大小的因素”的实验中，某同学将图14实验装置改进为如图15所示的装置：
将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向右运动。
（1）写出装置改进以后的好处。
（写出一条即可）
（2）水平向右拉动长木板，弹簧测力计示数如图15所示。
根据知识可知，木块所受的滑动摩擦力为N。
（3）将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。
由此得出：
滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。
你认为他得出这一结论正确吗？
为什么？
F
木块
木块
F
木板
木板
图14图15
答案：
（1）不需要木板做匀速直线运动，便于操作（或由于测力计静止便于读数等）
（2）二力平衡2.8
（3）不正确；没有控制压力大小不变。
7.（2015•乐山）实验小组要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：
①接触面所受的压力大小；
②接触面的粗糙程度；
③接触面积的大小。
通过下图所示实验操作验证这些猜想：
（1）实验中应该用弹簧测力计水平 拉动木块在长木板上滑动，这样做是根据 的知识得出拉力等于摩擦力，从而测出木块所受的摩擦力的大小。
（2）如果要验证猜想②，应该选择 两幅图所示的实验步骤来操作，根据图中弹簧测力计的示数可得出结论：
在其他因素相同的情况下， ，滑动摩擦力越大。
（3）要验证猜想③，将木块切去一半，重复甲的操作过程，如图丁所示。
比较甲和丁的实验结果，于是小明得出结论：
滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。
你认为他的结论 （填“可靠”或“不可靠”），理由是 。
答案：
（1）匀速；二力平衡；
（2）甲、丙；接触面越粗糙；（3）不可靠；没有控制压力相同
4.中考预测
1.（2016•东城一模）如图15甲所示，在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中
（1）用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做运动，测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
（2）换用材料相同但表面粗糙程度不同的长木板，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的滑动摩擦力。
分析如图所示表格中的实验数据，得出的结论是。
（3）保持木块和木板不变，改变放在木块上的砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此种情况下的滑动摩擦力。
某组同学忘记记录木块的重力，只记录了钩码的重力和对应的滑动摩擦力，得出如图15乙所示的图像，请你帮他们计算出木块的重力为N。
答案：
匀速直线压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大2
2.（2014•株洲中考）为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，某实验小组设计了如图（甲）所示的实验装置，整个装置放在水平桌面上，其中A、B两木块叠放在一起，两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连，另一端固定在铁架台E、F上．后来经过讨论，完善了实验装置，如图（乙）所示．
（1）在理想情况下，B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计D的示数，A对B的静摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数．（填“C”或“D”）
（2）在B下面放细圆木条的目的是，在A上放钩码的目的是．
（
3）实验中需向右缓慢移动铁架台F，在此过程中，应使A、B保持相对，整个装置静止后，读取两个弹簧测力计的示数F1、F2．（填“运动”或“静止”）
（4）分析实验数据，若，则静摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的静摩擦力大小相等．
考点：
探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验．
专题：
探究型
实验综合题．
分析：
（1）对物体受力分析，利用二力平衡条件和力的相互作用．
（2）增大摩擦力的方法：
增大压力，增大接触面的粗糙程度．减小摩擦力的方法：
减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动．（3）使A、B保持相对静止，测出静摩擦力的大小．（4）相互作用力：
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在不同物体
上．
解答：
解：
（1）A受弹簧测力计D的拉力和B对A的摩擦力，故B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计D的示数，同理，A对B的静摩擦力的大小等于弹簧测力计C的示数．
（2）在B下面放细圆木条的目的是减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动．在A上放钩码的目的是增大压力从而增大摩擦力．
（3）本实验是为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，故实验中需向右缓慢移动铁架台F，在此过程中，应使A、B保持相对静止，整个装置静止后，读取两个弹簧测力计的示数F1、F2．
（4）分析实验数据，若F1=F2，则静摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的静摩擦力大小相等．
故答案为：
（1）D；C；
（2）用滚动代替滑动；增大压力；（3）静止；（4）F1=F2
点评：
掌握静摩擦力大小的影响因素，能够利用控制变量法探究静摩擦力大小的影响因素．
3.（2015·济南中考）图甲为小刚和小强对“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”这一问题提出猜想时的情景。
为了验证他们的猜想.他们找来了量程合适的弹簧测力计一个、长木板一块、质量相同的长方体木块和塑料块各一块
（l）要验证他们的猜想.首先要解决的问题是如何测量滑动摩擦力。
他们经过讨论一致
认为：
要准确地测出物体与长木板之间滑动摩擦力的大小，必须用弹簧测力计拉着物体，使
它沿水平长木板 滑动。
（2）他们通过图乙、丙所示的实验.可以得出的结论是:
在保持一定时越大.滑动摩擦力越大。
（3）小强对小刚说:
“我只要用丙中的器材再做一次实验.就能验证我的猜想。
”小强的做法是:
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