
【提出問題】物體所受重力的大小跟質(zhì)量有什么關(guān)系?
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
1. 實(shí)驗(yàn)器材:彈簧測力計(jì)、鉤碼多個(質(zhì)量已知)。
2. 實(shí)驗(yàn)過程:
①用彈簧測力計(jì)分別測量不同質(zhì)量的鉤碼所受的重力;分析比較質(zhì)量不同的鉤碼受到的重力大小,得出重力與質(zhì)量之間的關(guān)系。
②測量鉤碼重力的大小的方法:將彈簧測力計(jì)豎直放置,把鉤碼掛在彈簧測力計(jì)上,靜止時彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于鉤碼所受的重力大小。
實(shí)驗(yàn)序號
1
2
3
4
5
6
鉤碼的質(zhì)量 m/kg
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
鉤碼的重力 G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
1. 觀察彈簧秤的量程、最小刻度值,并沿豎直方向調(diào)零。
2. 用彈簧測力計(jì)測量100g鉤碼所受的重力,并填在相應(yīng)表格內(nèi)。
3. 用彈簧測力計(jì)分別測量50g、100g……鉤碼所受的重力,并填在相應(yīng)表格內(nèi)。
【分析與論證】
1. 數(shù)據(jù)處理
以質(zhì)量為橫坐標(biāo)、重力為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系。描點(diǎn)連線,畫出重力與質(zhì)量關(guān)系圖象(G-m)。
2. 分析表格中數(shù)據(jù),觀察畫出的G-m圖像,歸納結(jié)論:
①由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,當(dāng)質(zhì)量成倍增加時,重力也成倍增加,圖像是一條過原點(diǎn)的直線,即正比例函數(shù)圖像。表明物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。
②對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析,計(jì)算出每一次實(shí)驗(yàn)中重力與質(zhì)量的比值。發(fā)現(xiàn)重力與質(zhì)量的比值是一個不變的值,比值大約是10.0N/kg。
3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。
【交流與討論】
數(shù)據(jù)的處理上采用圖像的方法,能夠準(zhǔn)確的體現(xiàn)物理量之間的關(guān)系。圖像法是物理學(xué)中處理數(shù)據(jù)的一種重要方法,應(yīng)該作為重點(diǎn)內(nèi)容學(xué)習(xí)。
【真題匯編】
1.(2023·湖南長沙·中考真題)小明用家里的器材探究重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系。如圖甲、乙所示,小明用布袋裝著質(zhì)量不同的米,用電子秤測其質(zhì)量,用液晶屏拉力器測其重力,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表:
(1)在圖乙中,當(dāng)米袋靜止時,拉力器的示數(shù)與這袋米所受重力的大小 ;
(2)分析上表數(shù)據(jù)可得:物體所受重力的大小與它的質(zhì)量成 ,下列數(shù)據(jù)處理方法可以得到此結(jié)論的是 。
A.計(jì)算每一次實(shí)驗(yàn)中重力的大小與質(zhì)量的比值
B.計(jì)算每一次實(shí)驗(yàn)中重力的大小與質(zhì)量的乘積
探究實(shí)驗(yàn)二:探究阻力對物體運(yùn)動的影響
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
1.實(shí)驗(yàn)器材:小車、斜面、長木板、毛巾、棉布等。
2.實(shí)驗(yàn)方法:
讓小車從同一斜面上的同一高度由靜止自由滑下,如圖所示,改變水平面表面的粗糙程度,使其對小車運(yùn)動的阻力不相同。第一次在水平面上鋪毛巾,第二次鋪棉布,第三次將棉布去掉,只剩下木板,比較小車每次在水平面上滑行的距離。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
小車從斜面某一高度由靜止開始自由滾下,在鋪有毛巾的水平面上滑行的距離最近,在木板上滑行的距離最遠(yuǎn)。
【分析與論證】
對物體運(yùn)動的阻礙程度反映物體所受阻力的大小。
1. 運(yùn)動物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,運(yùn)動得越遠(yuǎn)。
2. 若運(yùn)動的物體不受阻力,物體的運(yùn)動速度將不會減小,將保持做勻速直線運(yùn)動。
【交流與討論】
1. 實(shí)驗(yàn)方法
①控制變量法:控制小車從斜面上同一高度處由靜止釋放,使小車到斜面底端時具有相同的初速度;
②轉(zhuǎn)換法:通過小車在水平面上滑行距離的長短來間接判斷小車所受阻力大??;
③科學(xué)推理法:若小車不受阻力時,小車的速度將不會減小,將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動。
2. 對小車受力情況的分析:小車在水平面上運(yùn)動時,在豎直方向受重力和支持力,這兩個力相互平衡,對物體的運(yùn)動沒有影響;在水平方向上受到阻力的作用,是非平衡力,所以做減速直線運(yùn)動。
3. 本實(shí)驗(yàn)選用小車而不選用木塊的原因是:相同條件下,小車受到的阻力較小,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較明顯。
【真題匯編】
1.(2023·內(nèi)蒙古呼和浩特·中考真題)自古以來,就有很多人認(rèn)為,力是維持物體運(yùn)動的原因。后來,伽利略提出,物體的運(yùn)動不需要力來維持。我們通過實(shí)驗(yàn)來研究:如圖所示,讓同一小車從同一斜面的相同位置由靜止滑下,保證小車到達(dá)水平面的速度相同,結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著小車受到的阻力減小,小車在水平面上滑行的距離變大。分析,思考,推理,得出正確結(jié)論:(1)如果小車靜止,不受力,小車將保持靜止?fàn)顟B(tài);(2)如果小車運(yùn)動,不受力,小車將保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。進(jìn)而思考得出:
(1)如果一個物體不受力,這個物體將保持 ;
(2)力 (選擇“是”或“不是”)改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因;
(3)牛頓第一定律 (選填“能”或“不能”)由實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。
2.(2023·湖北鄂州·中考真題)在學(xué)習(xí)牛頓第一定律時,同學(xué)們分組進(jìn)行了“探究阻力對物體運(yùn)動的影響”實(shí)驗(yàn),如圖所示。
(1)實(shí)驗(yàn)中每次都使同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下,目的是使小車到達(dá)水平面時具有相同的 ;
(2)按照圖甲、乙、丙的順序?qū)嶒?yàn)時記錄的內(nèi)容見下表:
同學(xué)們分析表中內(nèi)容,得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在其他條件相同時,小車受到的阻力越小,運(yùn)動的距離越遠(yuǎn);進(jìn)一步推理得出的結(jié)論是:不受阻力作用時,運(yùn)動的小車將 ;
(3)上述實(shí)驗(yàn)除了用到實(shí)驗(yàn)推理的方法外,還用到了控制變量法和 法。
3.(2023·山東日照·中考真題)小明“五一”假期到游樂場體驗(yàn)了一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的游戲項(xiàng)目“過山車”,滿載游客的“過山車”從軌道的最高端飛馳而下,到達(dá)大回環(huán)的頂端,再疾馳而下、體驗(yàn)了“過山車”的驚險(xiǎn)刺激后,小明做了以下的實(shí)驗(yàn)探究。
(1)小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置,右側(cè)斜面上可以鋪設(shè)不同材質(zhì)的面料,右側(cè)的斜面傾角可以調(diào)節(jié):
①保持右側(cè)斜面傾角不變,在斜面鋪上毛巾,讓小球從左端等高線A處自由下滑,小球 (選填“能”或“不能”)到達(dá)右側(cè)等高線處;
②更換較光滑的棉布面,重復(fù)剛才的操作,發(fā)現(xiàn)滑到右側(cè)斜面最高點(diǎn)比第一次距離等高線 (選填“遠(yuǎn)”或“近”);
③繼續(xù)更換成更光滑的面料,重復(fù)上述操作……;
通過以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,小明進(jìn)一步推理得出:當(dāng)右側(cè)斜面 時,小球?qū)⒌竭_(dá)右側(cè)等高線處;
(2)小明在上述第①次實(shí)驗(yàn)中,取下毛巾,其他條件不變,只減小了右側(cè)斜面的傾角。他發(fā)現(xiàn)傾角越小,小球在右側(cè)斜面上運(yùn)行的距離越大;
進(jìn)一步推理得出:當(dāng)傾角為0°時,如圖乙,如果小球在水平面運(yùn)動時受到的阻力為0,則小球?qū)⒆? 運(yùn)動。英國科學(xué)家牛頓在此類研究成果上,概括總結(jié)出一條重要的物理規(guī)律“牛頓第一定律”;
(3)通過以上實(shí)驗(yàn),小明發(fā)現(xiàn)物體接觸表面的粗糙程度是影響滑動摩擦力大小的因素之一,為了驗(yàn)證是否還有其他影響因素,小明進(jìn)一步設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。如圖丙、丁、戊所示,A、B是完全相同的兩個物塊,與木板的接觸面的粗糙程度不變:
①實(shí)驗(yàn)要求拉動物塊時均需要保持物塊做 運(yùn)動,此時物塊受力平衡,拉力大小等于物塊受到的滑動摩擦力大?。?br>②由圖丙、圖丁兩次實(shí)驗(yàn)測得(物塊AB一起運(yùn)動),可得出結(jié)論:當(dāng)接觸面的粗糙程度相同時,接觸面受到的 越大,滑動摩擦力越大;
③由圖丁和圖戊兩次實(shí)驗(yàn)可以探究滑動摩擦力大小與接觸面積大小的關(guān)系(物塊AB一起運(yùn)動),實(shí)驗(yàn)測得??傻贸鼋Y(jié)論: 。
探究實(shí)驗(yàn)三:探究二力平衡的條件
方案一、用小車探究二力平衡的條件
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
1. 實(shí)驗(yàn)器材:小桌、小車、托盤、砝碼。
2. 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
3. 明確研究對象——小車,并對小車進(jìn)行受力分析,小車水平方向所受的拉力大小與托盤中砝碼質(zhì)量的多少有關(guān)。換句話說,拉力的大小可以通過質(zhì)量的多少來改變。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
甲 乙
操作1:用手按住小車不動,兩邊分別加質(zhì)量不同的砝碼和質(zhì)量相同的砝碼,放手后觀察兩次小車運(yùn)動狀態(tài)的變化(圖甲與乙)。
操作2. 用手按住小車不動,把兩個托盤放在小車的同側(cè),加入相等的砝碼,放手后觀察小車運(yùn)動狀態(tài)的變化。
操作3. 在兩托盤中加相等的砝碼,使小車靜止,用手旋轉(zhuǎn)小車至某一角度,使兩個力不作用在同一直線上,放手后觀察小車運(yùn)動狀態(tài)的變化(圖丙)。
操作4. 用兩個相同的小車分別系住一個托盤,用手按住,保證二力大小相等,方向相反,作用在同一直線上,放手后觀察小車運(yùn)動狀態(tài)的變化(圖?。?。
丙 丁
【分析與論證】
1. 操作1中,法碼質(zhì)量不同時,小車兩邊受到的拉力大小不同、方向相反、在一條直線上,小車由靜止變?yōu)檫\(yùn)動;砝碼質(zhì)量相同時,小車不動,其運(yùn)動狀態(tài)沒有改變。
2. 操作2中,靜止的小車雖然受到兩個大小相等的力的作用,但是由于方向相同,小車不是保持靜止?fàn)顟B(tài),而是由靜止變?yōu)檫\(yùn)動。
3. 操作3中,小車發(fā)生轉(zhuǎn)動,運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變。
4. 操作4中,放手后兩個小車的運(yùn)動狀態(tài)都發(fā)生了改變,由靜止變?yōu)檫\(yùn)動。
5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
二力平衡的條件:作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一直線上,這兩個力就彼此平衡。
【評估】
1. 本實(shí)驗(yàn)中選用了小車而不選用木塊,是為了減小摩擦給實(shí)驗(yàn)帶來的誤差。
2. 本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是:可以不考慮物體的重力對實(shí)驗(yàn)的影響。
3. 實(shí)驗(yàn)中,桌面必須水平,否則小車的重力會影響實(shí)驗(yàn)。
4. 實(shí)驗(yàn)中,如果兩側(cè)的砝碼個數(shù)不相等但小車仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),則原因是小車受到桌面的靜摩擦力比較大.
方案二、用小卡片探究二力平衡的條件
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
1. 該方案以小卡片為研究對象,鉤碼通過定滑輪對卡片施加力的作用。
2. 當(dāng)兩線端所掛鉤碼質(zhì)量相等時,小卡片靜止;當(dāng)兩線端所掛鉤碼質(zhì)量不等時,小卡片運(yùn)動;把小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,再松手時,小卡片轉(zhuǎn)動;用剪刀把小卡片從中間剪開,再松手時,小卡片運(yùn)動。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
二力平衡的條件:作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一直線上,這兩個力就彼此平衡。
【評估】
1. 本方案選用硬紙片的原因是減小摩擦對實(shí)驗(yàn)的影響,但是還受重力,因此對實(shí)驗(yàn)結(jié)論也有影響。
2. 定滑輪的作用是改變力的方向。
【真題匯編】
1.(2020·湖南張家界·中考真題)在“探究二力平衡條件”的活動中,學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了圖甲和圖乙兩種實(shí)驗(yàn)方案。
(1)當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或 狀態(tài)時,它受到的力是相互平衡的;
(2)從實(shí)驗(yàn)效果的角度分析,你認(rèn)為 方案更好,理由是 ;
(3)乙實(shí)驗(yàn)中向兩端的小盤里加砝碼,當(dāng)兩盤砝碼質(zhì)量 時,小卡片靜止;
(4)把小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,然后松手,觀察到小卡片轉(zhuǎn)動,最后恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài),說明兩個力必須作用在 才能平衡;
(5)在小卡片平衡時,用剪刀將卡片從中間剪開,再松手時,小卡片運(yùn)動,由此說明兩個力必須作用在 才能平衡。
2.(2023·黑龍江綏化·中考真題)如圖是“探究二力平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)把小車放在比較光滑的水平桌面上,用手按住小車不動,在兩托盤中放入質(zhì)量相等的砝碼,放手后小車靜止;在兩托盤中放入質(zhì)量不相等的砝碼,放手后小車運(yùn)動,這說明相互平衡的兩個力 。用手按住小車不動,把兩個托盤放在小車的同一側(cè),放入質(zhì)量相等的砝碼,放手后小車運(yùn)動,這說明相互平衡的兩個力 ;
(2)把小車放在水平桌面上,保持兩托盤砝碼質(zhì)量相等,使小車靜止,將小車扭轉(zhuǎn)一個角度后釋放,觀察到小車 ,這說明相互平衡的兩個力作用在 ;
(3)實(shí)驗(yàn)中為了減小摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響,應(yīng)選擇質(zhì)量較 的砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(選填“大”或“小”)
3.(2021·湖南衡陽·中考真題)小華同學(xué)用下面的裝置探究二力平衡的條件,具體操作如下:
(1)如圖甲所示,用直徑略小于滑輪孔徑的鐵釘把三個滑輪、、分別釘在木板上,木板豎直掛起待用,用大號縫衣針把細(xì)線沿輕質(zhì)塑料塊的中心軸線穿過,并在緊靠塑料塊的兩側(cè)各打一線結(jié),使塑料塊與細(xì)線固定在一起,且塑料塊不與木板接觸。將塑料塊由靜止開始運(yùn)動,實(shí)驗(yàn)表明,作用在同一個物體上的兩個力,方向相反,但 不相等,則這兩個力不平衡。
(2)按住塑料塊,把跨過輪的細(xì)線移到輪上,在兩線端掛上相同質(zhì)量的鉤碼,松手后塑料塊由靜止開始轉(zhuǎn)動,如圖乙所示。按住塑料塊,把跨過輪的細(xì)線移到輪上,把塑料塊轉(zhuǎn)過,松手后塑料塊由靜止開始轉(zhuǎn)動,如圖丙所示。由此表明,作用在同物體上的兩個力,如果僅僅大小相等,方向成某一角度或方向相反但 ,這兩個力不平衡。
(3)在探究同一問題時,另一同學(xué)將木塊放在水平桌面上,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的實(shí)驗(yàn),同學(xué)們認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)優(yōu)于此實(shí)驗(yàn),其主要原因是 。
A.塑料塊容易扭轉(zhuǎn)
B.塑料塊是比較容易獲取的材料
C. 減少了摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
探究實(shí)驗(yàn)四:探究影響滑動摩擦力大小的因素
【提出問題】滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)?
【猜想和假設(shè)】由生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行猜想與假設(shè):當(dāng)你推箱子時,箱子越重,推起來越費(fèi)力;地面越粗糙,推起來越費(fèi)力。
①滑動摩擦力的大小可能跟壓力大小有關(guān)?②滑動摩擦力的大小可能跟接觸面的粗糙程度有關(guān)?③滑動摩擦力的大小可能跟接觸面積有關(guān)?
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
1. 實(shí)驗(yàn)器材:彈簧測力計(jì)、木塊、木板3塊(粗糙程度不同)、砝碼等。
2. 實(shí)驗(yàn)過程:
①用彈簧測力計(jì)拉木塊在水平木板上做勻速直線運(yùn)動,則此時彈簧測力計(jì)示數(shù)就是摩擦力的大小。
②控制接觸面的粗糙程度不變,通過加減砝碼改變木塊對木板的壓力,測出摩擦力。
③控制壓力不變,改變木板的粗糙程度,測出摩擦力。
④分析數(shù)據(jù),歸納結(jié)論。
3. 實(shí)驗(yàn)原理:勻速拉動木塊時,木塊在水平方向所受到的力有拉力F、滑動摩擦力f。因?yàn)槟緣K勻速直線運(yùn)動,所以拉力與滑動摩擦力是平衡力,滑動摩擦力的大小等于拉力的大小,即f =F。
4. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格(見下)。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
1. 用彈簧測力計(jì)勻速拉動木塊,使它沿水平長木板滑動,讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù),從而測出木塊與長木板之間的滑動摩擦力;
2. 在木塊上放上砝碼,用彈簧測力計(jì)勻速拉動木塊,使它沿水平長木板滑動,讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù),測出此時滑動摩擦力;
3. 換用材料相同但表面粗糙的長木板,保持放在木塊上的砝碼不變,用彈簧測力計(jì)勻速拉動木塊,使它沿水平長木板滑動,讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù),測出此時的滑動摩擦力大小。
4. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。
次數(shù)
壓力的大小程度
接觸面粗糙程度
摩擦力(N)
1
小
光滑
2
2
大
光滑
3
3
大
粗糙
4
【分析與論證】
分析上表記錄,得出影響滑動摩擦力大小的因素。
1. 在第1與2次實(shí)驗(yàn)中,接觸面的粗糙程度不變,改變壓力,得到的結(jié)論是:接觸面的粗糙程度一定時,壓力越大,滑動摩擦力越大。
2. 在2與3次實(shí)驗(yàn)中,壓力保持不變,接觸面的粗糙程度不同,得到的結(jié)論是:在壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
滑動摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān),接觸面受到的壓力越大,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。
【交流與討論】
1.探究方法
①控制變量法:探究滑動摩擦力的大小與壓力的關(guān)系時,控制接觸面的粗糙程度不變,改變物塊對接觸面的壓力;探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系時,控制壓力不變,改變接觸面的粗糙程度。
②轉(zhuǎn)換法:通過讀取彈簧測力計(jì)的示數(shù)來間接測量滑動摩擦力的大小。
2.實(shí)驗(yàn)中要水平勻速拉動木塊,做勻速直線運(yùn)動,才能保證滑動摩擦力等于的大小拉力大小。
【實(shí)驗(yàn)評估】
實(shí)驗(yàn)中很難控制水平勻速拉動彈簧測力計(jì),所以會導(dǎo)致彈簧測力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定。因此,將實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)如下,木塊位于長木板上,用彈簧測力計(jì)拉住一端,彈簧測力計(jì)的另一端固定。
改進(jìn)后,水平向左拉動長木板,當(dāng)木塊保持靜止時,木塊處于平衡狀態(tài),此時無論長木板是否做勻速直線運(yùn)動,都可以保證拉力的大小始終等于滑動摩擦力的大小。
【真題匯編】
1.(2023·山東泰安·中考真題)在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中:
(1)某同學(xué)用如圖甲所示的方式勻速拉動木塊,測量滑動摩擦力,這樣操作是 (選填“正確”或“錯誤”)的;
(2)小明提出如下猜想:A.滑動摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān);B.滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)。小明以的速度勻速拉動木塊,進(jìn)行了正確的實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)探究過程如圖所示。比較圖 兩次實(shí)驗(yàn),可驗(yàn)證猜想;比較圖 兩次實(shí)驗(yàn),可驗(yàn)證猜想B;
(3)如圖戊所示,小明以的速度勻速拉動木塊再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知,木塊重4N,砝碼共重2N,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2.4N,此時,毛巾對木塊的摩擦力為 N。
2.(2023·青海西寧·中考真題)小寧和同學(xué)們在“研究影響滑動摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中,水平桌面上的器材有彈簧測力計(jì)、長方體木塊、砝碼、長木板和毛巾,實(shí)驗(yàn)過程如圖所示。
(1)實(shí)驗(yàn)中,用彈簧測力計(jì)水平拉動長方體木塊,沿長木板做勻速直線運(yùn)動,根據(jù) 知識可知,彈簧測力計(jì)對木塊的拉力與木塊受到的滑動摩擦力的大小 ;
(2)第一次測量過程中彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖甲所示,F(xiàn)1= N;
(3)比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可研究滑動摩擦力大小與 的關(guān)系;
(4)比較 兩次實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)論,可以解釋鞋底做得凹凸不平的原因;
(5)從本實(shí)驗(yàn)的器材中,選取長方體木塊和 ,再添加 還可以做“探究影響壓力作用效果的因素”的實(shí)驗(yàn)。
3.(2023·湖北宜昌·中考真題)小勇利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究影響滑動摩擦力大小的因素,在水平桌面邊緣固定一個定滑輪,將彈簧測力計(jì)在豎直方向調(diào)零后如圖固定。在桌面放置一塊長木板,將一個長方體木塊平放在長木板上,通過細(xì)線繞過定滑輪與測力計(jì)相連,并保持細(xì)線的AB段豎直、BC段水平。水平向左拉動長木板,木塊相對于桌面保持靜止,不計(jì)細(xì)線的重力和滑輪處的摩擦力。
(1)圖中木塊受到滑動摩擦力的方向?yàn)? ,根據(jù) 可知彈簧測力計(jì)的示數(shù)即為木塊受到滑動摩擦力的大??;
(2)拉動長木板向左運(yùn)動時 (選填“需要”或“不需要”)做勻速直線運(yùn)動;
(3)在探究滑動摩擦力的大小與壓力大小的關(guān)系時,小勇?lián)Q用一塊質(zhì)量更大的木塊重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)測力計(jì)的示數(shù)變大了。由此得出壓力越大,滑動摩擦力越大的結(jié)論,請你對他的實(shí)驗(yàn)做法進(jìn)行評估: 。
4.(2023·江蘇泰州·中考真題)小明用不同的力將手掌壓在各種不同物體表面上向前推,發(fā)現(xiàn)感受不同,猜想滑動摩擦力的大小可能與下列因素有關(guān):①壓力的大小、②接觸面的粗糙程度、③接觸面的材料種類,為了驗(yàn)證猜想是否正確,他進(jìn)行了以下探究:
(1)為了測量滑動摩擦力的大小,小明將木塊放在水平木板上,用彈簧測力計(jì)沿水平方向拉動木塊,使其做 ,此時滑動摩擦力大小 彈簧測力計(jì)的示數(shù);
(2)比較甲、乙兩圖的實(shí)驗(yàn)可知:滑動摩擦力的大小與 有關(guān);
(3)如圖甲、丙所示,小明將同一木塊分別放在粗糙程度不同的木板一、木板二上測量滑動摩擦力的大小,此過程控制不變的影響因素是:壓力的大小和 ;
(4)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)示數(shù)不易穩(wěn)定,改用如圖丁所示的裝置水平拉動長木板,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)仍不穩(wěn)定,可能的原因是: 。
5.(2023·四川雅安·中考真題)小雨在做“探究影響滑動摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)時,結(jié)合生活中的現(xiàn)象,猜想影響滑動摩擦力大小的因素可能有:
猜想一:接觸面所受的壓力大小
猜想二:接觸面的粗糙程度
……
(1)如圖甲所示,將一個木塊放在水平長木板上,用彈簧測力計(jì)沿水平方向 拉動,根據(jù) 可知滑動摩擦力的大小等于拉力的大??;
(2)如圖乙所示,在木塊上放一個重物,重復(fù)上面的操作。比較甲、乙兩圖中彈簧測力計(jì)的示數(shù),可探究滑動摩擦力大小與 的關(guān)系;
(3)如圖丙所示,將木塊放在毛巾上,重復(fù)上面的操作。比較甲、丙兩圖可得出:壓力大小相同時, ,滑動摩擦力越大;
(4)小雨猜想滑動摩擦力大小還與速度大小有關(guān)。她設(shè)計(jì)了如圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置,傳送帶速度可以自由調(diào)節(jié),物塊始終相對地面靜止,拉力傳感器可以顯示拉力大小。改變傳送帶速度,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別繪制出傳送帶的速度與時間()和拉力與時間()的關(guān)系圖象。分析圖b、c兩圖可知,滑動摩擦力的大小與物體相對傳送帶運(yùn)動速度的大小 (選填“有關(guān)”或“無關(guān)”),理由是: 。
6.(2023·山東濟(jì)南·中考真題)小剛注意到很多公共場所都有類似圖甲所示的提示牌。他想:摩擦力的大小與接觸面的潮濕程度有什么關(guān)系呢?
為了探究這一問題,他找來長條形地板磚、運(yùn)動鞋、彈簧測力計(jì)和噴霧器,設(shè)計(jì)了圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)為了測出鞋子與地板磚間滑動摩擦力的大小,小剛把長條形地板磚放在水平桌面上,用彈簧測力計(jì)水平拉著鞋子在地板磚上做 運(yùn)動。根據(jù) 可知,此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)就等于滑動摩擦力的大?。?br>(2)小剛用噴霧器向地板磚表面均勻噴霧改變地板磚的潮濕程度,通過實(shí)驗(yàn)得到下表中的數(shù)據(jù)。
請?jiān)诖痤}卡相應(yīng)位置的坐標(biāo)紙上描點(diǎn),并用平滑曲線畫出摩擦力f與噴霧次數(shù)的關(guān)系圖像 ;
(3)小剛分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論:摩擦力的大小隨接觸面潮濕程度的增大 ;
(4)小強(qiáng)了解了小剛的實(shí)驗(yàn)結(jié)論后說:“我知道超市里的收銀員清點(diǎn)鈔票時為什么手邊總放一塊濕海綿了?!毙傉f:“你上次數(shù)作業(yè)本的頁數(shù)時,還往手上沾唾液呢!”在這兩個實(shí)例中,都是通過改變接觸面的潮濕程度來 的;
(5)駕車行駛在高速公路上,雨天因?yàn)槟Σ翜p小容易造成交通事故。請針對這一現(xiàn)象為公路旁的警示牌設(shè)計(jì)一條警示語以提醒駕駛員謹(jǐn)慎駕駛 。實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
電子秤的示數(shù)/g
100.0
200.0
300.0
400.0
500.0
拉力器的示數(shù)/N
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
表面材料
阻力大小
小車運(yùn)動的距離(m)
小車速度減小情況
毛巾
大
3.45
比較快
棉布
中
18.72
比較慢
木板
小
37.52
最慢
接觸面材料
小車受阻力情況
小車在水平面運(yùn)動的距離s/cm
毛巾
大
23.2
棉布
較大
45.3
木板
小
97.5
噴霧次數(shù)
0
2
4
6
8
10
12
摩擦力f/N
3.2
3.6
4.0
3.0
2.8
2.6
2.6
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