【知識(shí)點(diǎn)總結(jié)+例題講解】
一、測(cè)量滑動(dòng)摩擦力:
1.操作:用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng);
摩擦力的大小與彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)相等;
2.原理:二力平衡;(物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),物體在水平方向的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力)
3.實(shí)驗(yàn)方法:轉(zhuǎn)換法。
【例題1】某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小,實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,該同學(xué)將木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記錄在表格中。第4次實(shí)驗(yàn)中,木塊受到的摩擦力大小是( )
A.0.6NB.1NC.0.8ND.0.2N
【變式1】如圖1所示,用水平拉力F拉著物塊在粗糙程度均勻的水平面上做直線運(yùn)動(dòng)。在0~45s內(nèi),其速度v與時(shí)間t、拉力F與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖2甲、乙所示。
(1)在前10s,物塊在水平方向受力是否平衡? ,你的判斷依據(jù)是 。
(2)在第20s,物塊受到的水平拉力大小為 ,受到的摩擦力大小為 。
(3)在第5s,物塊受到的摩擦力大小為 。
二、探究滑動(dòng)摩擦力的影響因素:
1.試驗(yàn)原理:二力平衡;
2.試驗(yàn)操作:使木塊在水平面上做 勻速直線 運(yùn)動(dòng);此時(shí)摩擦力 等于 拉力;
3.試驗(yàn)方法:控制變量法;
4.結(jié)論:
(1)接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
(2)壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
【例題2】1.探究“滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)操作如圖,下列分析正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)必須水平拉木塊勻速滑動(dòng),速度越大,摩擦力越大
B.木塊被拉動(dòng),且越來(lái)越快,若讀出某一時(shí)刻彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N,這時(shí)摩擦力的大小也為2N
C.正確操作,比較甲、丙得出結(jié)論:壓力相同,接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大
D.若把木塊沿豎直方向截掉一部分后,繼續(xù)圖甲的操作,測(cè)得摩擦力減小,
說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小
【變式2】13.為了探究“滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān)”,小明設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。
(1)在甲、乙、丙、丁四次實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)摩擦力最小的是 ;若丙圖中A勻速運(yùn)動(dòng)則物塊A受到 (填個(gè)數(shù))力的作用;
(2)比較甲、乙實(shí)驗(yàn),是為了研究滑動(dòng)摩擦力大小與 有關(guān);比較乙、丙實(shí)驗(yàn),是為了研究滑動(dòng)摩擦力大小與 有關(guān);(以上兩空選填“壓力”或“接觸面粗糙程度”);
(3)比較甲、丁實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)甲實(shí)驗(yàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于丁實(shí)驗(yàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),小明得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān),你認(rèn)為他的結(jié)論是 (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的;
(4)小明要對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改動(dòng),如圖戊所示,重復(fù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)效果更好。實(shí)驗(yàn)中,小明 (選填“一定”或“不一定”)要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)長(zhǎng)木板,該實(shí)驗(yàn)主要用到的思想方法是 。
跟蹤訓(xùn)練
1.某實(shí)驗(yàn)探究小組用如圖所示的裝置測(cè)量摩擦力的大小,木板水平向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,測(cè)力計(jì)A、B示數(shù)穩(wěn)定時(shí),其示數(shù)分別為5.0N、2.8N,此時(shí)木塊受到的摩擦力大小為( )
A.7.8NB.2.2NC.2.8ND.5.0N
2.在探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉著放在長(zhǎng)木板上的木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.木塊處于平衡狀態(tài)
B.木塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度越大,受到的滑動(dòng)摩擦力也越大
C.用力拉木塊,木塊才運(yùn)動(dòng),說(shuō)明力的作用是維持物體運(yùn)動(dòng)
D.手對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與木塊受到的滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力
3.在“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中,三幅圖中均是完全相同的木塊和木板,圖甲、圖乙中木板靜止,木塊、鐵塊水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng);圖丙中電動(dòng)裝置D帶動(dòng)木板水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)水平固定在豎直墻壁上,木塊相對(duì)地面處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法中正確的是( )
A.若圖丙中木板做加速運(yùn)動(dòng),則彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)一定不等于木塊受到的摩擦力大小
B.圖甲與圖丙相比,甲中彈簧測(cè)力計(jì)指針位置更穩(wěn)定,讀數(shù)更準(zhǔn)確
C.利用甲、乙兩圖,可以探究滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小是否有關(guān)
D.利用乙、丙兩圖,不能探究滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小是否有關(guān)
4.在“探究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,小王小組利用同一長(zhǎng)方體木塊進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn),下面有關(guān)實(shí)驗(yàn)討論交流的說(shuō)法正確的是( )
A.摩擦力的測(cè)量用到了轉(zhuǎn)換法
B.為了測(cè)量方便可以斜向上勻速拉動(dòng)木塊
C.乙、丙兩圖實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小無(wú)關(guān)
D.本次實(shí)驗(yàn)器材只能研究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小、接觸面粗糙程度的關(guān)系
5.在探究“影響滑動(dòng)摩擦力的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí),將木塊A放置在水平木板B上,加一個(gè)砝碼,將彈簧測(cè)力計(jì)一端固定在墻上,另一端系在A上,如圖所示,當(dāng)向左勻速拉動(dòng)B時(shí),A相對(duì)于地面靜止,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )
A.此裝置可探究滑動(dòng)摩擦力與壓力的關(guān)系
B.B對(duì)A的摩擦力與測(cè)力計(jì)對(duì)A的拉力是平衡力
C.A受到B的摩擦力方向?yàn)樗较蜃?br>D.若增大B的速度,測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變大
6.如圖所示,在探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,小明將彈簧測(cè)力計(jì)圓環(huán)固定在墻上,掛鉤掛著木塊,木塊下面是一長(zhǎng)木板,實(shí)驗(yàn)時(shí)用F=10N的拉力拉著長(zhǎng)木板在粗糙水平面上向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)2s移動(dòng)了40cm,下列說(shuō)法中正確的是( )
①實(shí)驗(yàn)時(shí)必須勻速拉動(dòng)長(zhǎng)木板;
②長(zhǎng)木板受到的重力和地面對(duì)長(zhǎng)木板的支持力是一對(duì)相互作用力;
③彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于10N;
④A所受的支持力等于A所受的重力;
A.①②④B.③④C.①③D.②④
7.如圖是“測(cè)量滑動(dòng)摩擦力大小”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。
如圖,水平拉動(dòng)木板,待測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后,測(cè)力計(jì)A的示數(shù)為4.0N,測(cè)力計(jì)B的示數(shù)為2.5N,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為 N.若增大拉力,當(dāng)A的示數(shù)為4.8N時(shí),B的示數(shù)為 N。
8.一個(gè)重為30N的木塊:
(1)如圖甲,將木塊放在水平面上,受10N的水平推力F1,木塊未動(dòng),這時(shí)木塊所受摩擦力 (大于/等于/小于)10N.當(dāng)水平推力F增大到12N時(shí),木塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)水平推力增大到20N時(shí),木塊所受摩擦力為 N。
(2)如圖乙,木塊被50N的水平壓力F2壓在豎直墻壁上保持靜止,木塊所受摩擦力為 N,方向 。若增大水平壓力F2,木塊受到的摩擦力將 (增大/不變/減小)。
(3)為了測(cè)量木塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力,小明將輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)一端固定,另一端鉤住木塊,木塊下面是一長(zhǎng)木板。如圖丙所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)拉著長(zhǎng)木板沿水平方向向右運(yùn)動(dòng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)即可測(cè)出木塊所受摩擦力大小,此時(shí)木塊受到摩擦力的方向是 ,這種測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)是 (寫(xiě)出一種即可)。
9.如圖所示,是小剛“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)。
(1)小剛將木塊置于水平面上(圖甲),用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做 運(yùn)動(dòng),滑動(dòng)摩擦力的大小為 N;第二次、第三次小剛以不同的速度勻速拉動(dòng)木塊,他發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)摩擦力的大小 (選填“變大”、“不變”或“變小”)。
(2)小剛發(fā)現(xiàn)要讓木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)很難,與同組同學(xué)討論后,改用如圖乙所示的裝置,把彈簧秤水平固定在擋板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),水平向左拉動(dòng)下面的平板小車,木塊受到 摩擦力(選填“靜”或“滑動(dòng)”),記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù);在木塊上放不同的鉤碼數(shù),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),分別記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),分析數(shù)據(jù)、推理可初步得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:當(dāng)接觸面粗糙程度一定時(shí), 越大,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)小剛進(jìn)一步探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,在木塊下表面貼上摩擦很大的橡膠,當(dāng)測(cè)力計(jì)示數(shù)達(dá)到最大值時(shí),仍沒(méi)拉動(dòng)平板小車,為了使用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材順利完成此實(shí)驗(yàn)探究,小剛可采取的辦法是 。
10.如圖所示是研冰“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)。銅塊和木塊的大小和形狀完全相同,在實(shí)驗(yàn)前研冰提出了以下幾種猜想:
猜想一:滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)
猜想二:滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)
猜想三:滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間的接觸面積大小有關(guān)
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體沿水平方向做 運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小;
(2)比較甲、乙兩圖,可得到的結(jié)論是 ;
(3)比較乙、丙兩圖可得出滑動(dòng)摩擦力的大小與 有關(guān);
(4)要“探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積大小是否有關(guān)”,研冰將木塊和銅塊做為一個(gè)整體豎著放置在長(zhǎng)木板上,如丁圖,測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小并與乙比較。得出:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān),你認(rèn)為研冰同學(xué)的結(jié)論是 (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的。
(5)研冰同學(xué)本實(shí)驗(yàn)采用的探究方法是 (選填“控制變量法”或“等效替代法”)。
11.小美同學(xué)為了探究“滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行了如圖所示的操作。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),不管在何種表面上,彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊要做 運(yùn)動(dòng)。
(2)丙圖中木塊上放置了一個(gè)鉤碼,作用是改變了木塊對(duì)接觸面的 。通過(guò)比較圖 和圖 兩個(gè)測(cè)力計(jì)示數(shù)大小,可以得出結(jié)論:在壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)小華將木塊沿豎直方向截去一半后,測(cè)得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉?lái)的一半,他由此得出:滑動(dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小,他探究過(guò)程存在的問(wèn)題是沒(méi)有控制
相同。
12.小李用如圖甲所示的裝置,探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。他提出了以下幾種猜想:
A.與所受壓力有關(guān)
B.與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小有關(guān)
C.與物體間的接觸面積大小有關(guān)
D.與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì) (選填“必須”或“不必”)沿水平方向拉著物塊在水平長(zhǎng)木板上做直線運(yùn)動(dòng)。
(2)分析序號(hào)為1、2、3的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受壓力F壓大小的關(guān)系式是f= ;
(3)要驗(yàn)證猜想D是否正確,應(yīng)選擇表中序號(hào)為 的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得到的結(jié)論是: ,滑動(dòng)摩擦力越大。
(4)分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), (選填能或不能)驗(yàn)證猜想B是否正確。
(5)某次實(shí)驗(yàn)中拉動(dòng)木塊由靜止到勻速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力F隨時(shí)間t的變化圖像如圖乙所示,其中0~4s木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),此后木塊開(kāi)始滑動(dòng)。分析圖像可知:在這次實(shí)驗(yàn)中,要使木塊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),至少要用 N的水平拉力拉木塊;在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,如果木塊受到的拉力是2N,則下列對(duì)木塊所處狀態(tài)的判斷,正確的是 。
A.靜止 B.勻速直線運(yùn)動(dòng) C.靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng) D.條件不足,無(wú)法判斷。
(6)小李在老師的指導(dǎo)下對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn),用如圖丙所示的方式測(cè)滑動(dòng)摩擦力發(fā)現(xiàn)效果更好。圖乙實(shí)驗(yàn)中 (選填“一定”或“不一定”)要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)水平長(zhǎng)木板做直線運(yùn)動(dòng)。
真題過(guò)關(guān)
一、選擇題(共4小題):
1.(2022?日照)如圖是探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn),下列可以增加木塊受到滑動(dòng)摩擦力的是( )
A.增加水平拉力的大小
B.在木塊上面增加砝碼
C.提高木塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度
D.換用木塊面積小的一面接觸木板
2.(2022?呼和浩特)小芳同學(xué)用圖示裝置研究滑動(dòng)摩擦力,用力F水平向右勻速拉動(dòng)長(zhǎng)木板的過(guò)程中,木塊保持靜止不動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.木塊所受摩擦力方向水平向左
B.地面對(duì)長(zhǎng)木板的摩擦力與力F是平衡力
C.力F增大時(shí),木塊所受滑動(dòng)摩擦力大小不變
D.若彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5N,則力F大小也為5N
3.(2022?棗莊)下列四幅圖是小明在探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”時(shí)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。以下說(shuō)法正確的是( )
A.通過(guò)甲、乙對(duì)比,可探究壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
B.通過(guò)甲、丁對(duì)比,可探究接觸面積的大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
C.通過(guò)乙、丙對(duì)比,可探究壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
D.通過(guò)乙、丁對(duì)比,可探究接觸面的粗糙程度對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
4.(2022?北京)小京在探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素時(shí),用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊沿水平木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖甲所示;將鐵塊放在木塊上,再次用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使木塊和鐵塊沿同一水平木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.圖甲所示實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于滑動(dòng)摩擦力的大小
B.圖乙所示實(shí)驗(yàn)中,木板受到的壓力等于木塊受到的重力
C.甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),探究的是滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力是否有關(guān)
D.甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),探究的是滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度是否有關(guān)
二、實(shí)驗(yàn)探究題(共8小題):
5.(2022?淮安)如圖所示,探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素。
(1)用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊,木塊沒(méi)有運(yùn)動(dòng),水平方向受到的摩擦力大小 (選填“大于”“小于”或“等于”)拉力大小。
(2)要測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小,木塊應(yīng)沿水平方向做 運(yùn)動(dòng),圖甲中木塊做勻速運(yùn)動(dòng),受到的滑動(dòng)摩擦力大小為 N。
(3)比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可初步確定滑動(dòng)摩擦力的大小與 有關(guān)。
(4)比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), (選填“能”或“不能”)得到“滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度有關(guān)”的結(jié)論,理由是 。
6.(2022?鄂爾多斯)圖甲是“探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)的裝置。
(1)實(shí)驗(yàn)中水平拉動(dòng)物塊B做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù) 知識(shí),測(cè)出物塊B所受滑動(dòng)摩擦力的大小,此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中砝碼 (選填“受”或“不受”)摩擦力。
(2)“創(chuàng)新小組”在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄的數(shù)據(jù)如表:
①比較3、4、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出結(jié)論:在 相同時(shí),接觸面越 ,滑動(dòng)摩擦力越大。
②該組又將木板A組裝成斜面,如圖乙所示,將物塊B和砝碼的總重力增加到10N,
在用F=9.2N的拉力沿斜面勻速將物塊B由底端拉到頂端的過(guò)程中,物塊B克服摩擦力做功為 J,物塊B對(duì)斜面的壓力為 N。(木板的厚度忽略不計(jì))
(3)由于圖甲實(shí)驗(yàn)中較難保持物塊B做勻速運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定?!翱萍夹〗M”改為用圖丙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)在拉動(dòng)木板A'運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,測(cè)力計(jì)示數(shù)變化明顯,
其原因可能是 。
7.(2022?淄博)小明用木塊、木板、毛巾、玻璃板、砝碼、彈簧測(cè)力計(jì)等器材探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素。
(1)木塊在水平面上被拉動(dòng)時(shí)所受滑動(dòng)摩擦力的大小無(wú)法直接測(cè)量,可依據(jù)二力平衡的條件,拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),則滑動(dòng)摩擦力的大小等于 的大小。
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示(木塊均做勻速直線運(yùn)動(dòng)),其中F5<F1<F4<F2<F3。
①相比甲實(shí)驗(yàn),乙、丙實(shí)驗(yàn)中木塊上增加砝碼是為了增大 的壓力(選填“砝碼對(duì)木塊”“木塊對(duì)木板”或“木板對(duì)桌面”)。對(duì)比甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)可知:在接觸面粗糙程度一定時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力 。
②對(duì)比甲、丁、戊三次實(shí)驗(yàn)可知:壓力相同時(shí), ,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)要探究滑動(dòng)摩擦力大小跟物體運(yùn)動(dòng)速度是否有關(guān),需要保持 和 不變,只改變 。
(4)本實(shí)驗(yàn)主要運(yùn)用的研究方法是控制變量法,下列實(shí)驗(yàn)中也用到了這種方法的是 。
A.探究壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)
B.探究杠桿的平衡條件
C.測(cè)量固體的密度
8.(2022?遼寧)小玉觀看2022年冬奧會(huì),發(fā)現(xiàn)冰壺運(yùn)動(dòng)員在冰面上來(lái)去自如,是因?yàn)閮芍恍撞煌?,如圖甲所示。她猜想滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)。為了模擬運(yùn)動(dòng)員的鞋底,她選用了上下表面粗糙程度不同的木塊,做了如下實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖乙所示,小玉用彈簧測(cè)力計(jì),在水平桌面上, 拉動(dòng)木塊,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 N。
(2)將乙圖中的木塊 ,重復(fù)上述操作,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.0N;經(jīng)分析可得出:當(dāng) 一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越 。
(3)同組的小明想進(jìn)一步驗(yàn)證小玉的結(jié)論是否正確,于是取來(lái)了10g、50g砝碼各一個(gè),進(jìn)行了丙、丁實(shí)驗(yàn)(如圖所示)。當(dāng)進(jìn)行丁實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)達(dá)到最大值時(shí)仍無(wú)法拉動(dòng)木塊。為了使用現(xiàn)有器材就能完成此實(shí)驗(yàn),可采用的操作方法是 。
9.(2022?湘潭)利用如圖所示裝置探究影響滑動(dòng)摩擦力的因素。長(zhǎng)方體木塊上表面是棉布面,側(cè)面和下表面是面積不同而粗糙程度相同的木板面。實(shí)驗(yàn)時(shí),選擇不同的接觸面,通過(guò)增減砝碼,改變木塊對(duì)木板的壓力,依次水平向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板,將每次測(cè)量結(jié)果填入下表。
(1)水平向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板,當(dāng)測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定時(shí),測(cè)力計(jì)的拉力與木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小
(選填“相等”或“不相等”),木塊受到的滑動(dòng)摩擦力是水平向 。
(2)由實(shí)驗(yàn)1、4可知,滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的面積 (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。
(3)由實(shí)驗(yàn)1、5可知,其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越 。
(4)由實(shí)驗(yàn)1、2、 (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))可知,其他條件相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面受到的壓力成 比;由此結(jié)論可得,實(shí)驗(yàn)6空格中的數(shù)據(jù)是 N。
10.(2022?鞍山)小明在做“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)時(shí),使用的器材有彈簧測(cè)力計(jì)、兩個(gè)相同的鐵塊、長(zhǎng)木板。
(1)將鐵塊放在長(zhǎng)木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉著鐵塊沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖甲所示,則鐵塊受到滑動(dòng)摩擦力的大小等于 N;
(2)如圖乙所示,將兩個(gè)鐵塊疊放在一起,重復(fù)上面的操作。比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),可以得出:在接觸面的粗糙程度相同時(shí), 越大,滑動(dòng)摩擦力越 ;
(3)小明又將兩個(gè)鐵塊按照?qǐng)D丙所示的方式放在長(zhǎng)木板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。比較乙、丙兩次實(shí)驗(yàn),可探究滑動(dòng)摩擦力的大小與 的關(guān)系;
(4)實(shí)驗(yàn)后小明和同學(xué)交流討論時(shí)發(fā)現(xiàn):在實(shí)驗(yàn)中很難使鐵塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。于是小明設(shè)計(jì)了丁圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置 (選填“需要”或“不需要”)長(zhǎng)木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)長(zhǎng)木板的運(yùn)動(dòng)速度增大時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) (選填“增大”、“減小”或“不變”)。
11.(2022?寧夏)如圖所示,是探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)。
(1)為了測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)沿水平方向拉物塊做 運(yùn)動(dòng)。這樣測(cè)量的依據(jù)是 。
(2)甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)摩擦力最小的是 (選填“甲”、“乙”或“丙”)實(shí)驗(yàn)。
(3)單杠運(yùn)動(dòng)員上杠前手上要涂防滑粉,是用到 兩次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論;他在做回環(huán)動(dòng)作時(shí)手不能握杠太緊是用到 兩次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。
(4)比較甲、丁兩次實(shí)驗(yàn),某同學(xué)發(fā)現(xiàn)甲實(shí)驗(yàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于丁實(shí)驗(yàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),由此得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦大小與接觸面積的大小有關(guān);小紅同學(xué)認(rèn)為結(jié)論是錯(cuò)誤的,她判斷的理由是 。
12.(2022?大慶)小明想比較某兩種品牌運(yùn)動(dòng)鞋的防滑性能,他設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)將兩種品牌的運(yùn)動(dòng)鞋各取一只,用彈簧測(cè)力計(jì)分別稱出它們的重力。小明觀察到未懸掛重物時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.2N,圖乙是測(cè)量其中一只鞋子時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),其示數(shù)為 N,鞋子的實(shí)際重力為 N。
(2)用彈簧測(cè)力計(jì)掛起較輕的那只鞋子,再向里面緩慢加入細(xì)沙,直至彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)與懸掛較重鞋子時(shí)的示數(shù)相同。
(3)在跑步機(jī)的傳送帶上按圖甲擺放實(shí)驗(yàn)用品,將彈簧測(cè)力計(jì)正確調(diào)零后,其一端固定在跑步機(jī)上,另一端鉤住鞋子。
(4)啟動(dòng)跑步機(jī),待彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),該示數(shù) (填“大于”、“等于”或“小于”)鞋子受到的摩擦力。
(5)換另一只鞋子,重復(fù)步驟(4),并記錄數(shù)據(jù)。
(6)比較步驟(4)、(5)中兩次彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),對(duì)應(yīng)示數(shù) (填“較大”或“較小”)的鞋子防滑性能好。
(7)如果在步驟(4)中提高傳送帶速度,那么彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后,其示數(shù)與低速時(shí)相比將
(填“變大”、“變小”或“不變”)。章節(jié)
考點(diǎn)
考試題型
難易度
運(yùn)動(dòng)和力
測(cè)量滑動(dòng)摩擦力
選擇題、實(shí)驗(yàn)題
★★
探究滑動(dòng)摩擦力的影響因素
選擇題、實(shí)驗(yàn)題
★★
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
木塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
靜止
加速
勻速
減速
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N
0.6
1
0.8
0.2
序號(hào)
木塊放置情況
木塊運(yùn)動(dòng)速度
木板表面情況
壓力/N
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N
1
平放

木板
6
1.2
2
平放

木板
8
1.6
3
平放

木板
10
2.0
4
平放

木板上鋪錦布
6
1.8
5
平放

木板上鋪毛巾
6
3.0
次數(shù)
壓力F壓/N
接觸面(粗糙程度)
摩擦力Ff/N
1
3
木板
1.2
2
4
木板
1.6
3
5
木板
2.0
4
5
棉布
2.5
5
5
毛巾
3.0
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
木塊與木板的接觸面
壓力
測(cè)力計(jì)示數(shù)
1
下表面與木板面
2.5N
1.2N
2
下表面與木板面
5.0N
2.4N
3
下表面與木板面
7.5N
3.6N
4
側(cè)面與木板面
2.5N
1.2N
5
上表面與木板面
2.5N
1.8N
6
上表面與木板面
5.0N
專題14 摩擦力實(shí)驗(yàn)
【考點(diǎn)分析】
【知識(shí)點(diǎn)總結(jié)+例題講解】
一、測(cè)量滑動(dòng)摩擦力:
1.操作:用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng);
摩擦力的大小與彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)相等;
2.原理:二力平衡;(物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),物體在水平方向的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力)
3.實(shí)驗(yàn)方法:轉(zhuǎn)換法。
【例題1】某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小,實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,該同學(xué)將木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記錄在表格中。第4次實(shí)驗(yàn)中,木塊受到的摩擦力大小是( )
A.0.6NB.1NC.0.8ND.0.2N
【答案】C
【解析】解:沿水平方向拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小,由表可知木塊受到滑動(dòng)摩擦力大小為0.8N,故C正確。
故選:C。
【變式1】如圖1所示,用水平拉力F拉著物塊在粗糙程度均勻的水平面上做直線運(yùn)動(dòng)。在0~45s內(nèi),其速度v與時(shí)間t、拉力F與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖2甲、乙所示。
(1)在前10s,物塊在水平方向受力是否平衡? ,你的判斷依據(jù)是 。
(2)在第20s,物塊受到的水平拉力大小為 ,受到的摩擦力大小為 。
(3)在第5s,物塊受到的摩擦力大小為 。
【答案】(1)否;物體做加速運(yùn)動(dòng),所受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力大小不相等;(2)1000N;1000N;(3)1000N。
【解析】解:(1)根據(jù)v﹣t圖像可知,前10s內(nèi),物體做加速運(yùn)動(dòng),所受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力大小不相等,所以在前10s,物塊在水平方向受力不是平衡力;
(2)由v﹣t圖像可知,木塊在10s﹣45s內(nèi),木塊運(yùn)動(dòng)速度不變,因此木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),受平衡力作用,即木塊受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力為一對(duì)平衡力,大小相等,根據(jù)F﹣t圖像可知,此時(shí)木塊受到的拉力為1000N,所以滑動(dòng)摩擦力也為1000N;
(3)由(2)知,根據(jù)v﹣t圖像可知,0s﹣10s內(nèi),物體做加速運(yùn)動(dòng),由于滑動(dòng)摩擦力與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān),與速度無(wú)關(guān),因此物體受到的滑動(dòng)摩擦力仍為1000N,所以在第5s,物塊受到的摩擦力大小為1000N。
故答案為:(1)否;物體做加速運(yùn)動(dòng),所受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力大小不相等;(2)1000N;1000N;(3)1000N。
二、探究滑動(dòng)摩擦力的影響因素:
1.試驗(yàn)原理:二力平衡;
2.試驗(yàn)操作:使木塊在水平面上做 勻速直線 運(yùn)動(dòng);此時(shí)摩擦力 等于 拉力;
3.試驗(yàn)方法:控制變量法;
4.結(jié)論:
(1)接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
(2)壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
【例題2】1.探究“滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)操作如圖,下列分析正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)必須水平拉木塊勻速滑動(dòng),速度越大,摩擦力越大
B.木塊被拉動(dòng),且越來(lái)越快,若讀出某一時(shí)刻彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N,這時(shí)摩擦力的大小也為2N
C.正確操作,比較甲、丙得出結(jié)論:壓力相同,接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大
D.若把木塊沿豎直方向截掉一部分后,繼續(xù)圖甲的操作,測(cè)得摩擦力減小,
說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小
【答案】C
【解析】解:A、影響摩擦力的因素是壓力的大小和接觸面的粗糙程度,與木塊運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;
B、在實(shí)驗(yàn)中勻速拉動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)時(shí),木塊處于平衡狀態(tài),根據(jù)二力平衡條件,木塊受到的摩擦力與拉力是一對(duì)平衡力,所以拉力與摩擦力的大小相等,故B錯(cuò)誤;
C、比較甲、丙兩圖知,壓力的大小相同,接觸面的粗糙程度不同,且丙圖接觸面粗糙程,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大,滑動(dòng)摩擦力大,故得出結(jié)論:壓力相同,接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大,故C正確;
D、若把木塊沿豎直方向截掉一部分后,壓力和接觸面積同時(shí)減小為原來(lái)的一半,所以探究過(guò)程中存在的問(wèn)題是:未控制壓力相同,所以無(wú)法探究壓力與接觸面積之間的關(guān)系,不能得出滑動(dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【變式2】13.為了探究“滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān)”,小明設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。
(1)在甲、乙、丙、丁四次實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)摩擦力最小的是 ;若丙圖中A勻速運(yùn)動(dòng)則物塊A受到 (填個(gè)數(shù))力的作用;
(2)比較甲、乙實(shí)驗(yàn),是為了研究滑動(dòng)摩擦力大小與 有關(guān);比較乙、丙實(shí)驗(yàn),是為了研究滑動(dòng)摩擦力大小與 有關(guān);(以上兩空選填“壓力”或“接觸面粗糙程度”);
(3)比較甲、丁實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)甲實(shí)驗(yàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于丁實(shí)驗(yàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),小明得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān),你認(rèn)為他的結(jié)論是 (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的;
(4)小明要對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改動(dòng),如圖戊所示,重復(fù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)效果更好。實(shí)驗(yàn)中,小明 (選填“一定”或“不一定”)要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)長(zhǎng)木板,該實(shí)驗(yàn)主要用到的思想方法是 。
【答案】(1)丁;5;(2)壓力;接觸面粗糙程度;(3)錯(cuò)誤;(4)不一定;轉(zhuǎn)換法。
【解析】解:(1)由圖示四次實(shí)驗(yàn)可知,在實(shí)驗(yàn)丁中,物體間的壓力最小,接觸面粗糙程度最小,因此滑動(dòng)摩擦力最小;
丙圖中,豎直方向:A受到重力、砝碼對(duì)它向下的壓力,地面對(duì)它向上的支持力;水平方向:A受測(cè)力計(jì)的拉力,木板對(duì)A的摩擦力,由于A與砝碼一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以二者之間沒(méi)有摩擦力。綜上所述,A受5個(gè)力的作用;
(2)由圖甲、乙所示實(shí)驗(yàn)可知,接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同,可以應(yīng)用甲、乙所示實(shí)驗(yàn)探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力的關(guān)系;
由圖乙、丙所示實(shí)驗(yàn)可知,物體間的壓力相等而接觸面的粗糙程度不同,乙、丙所示實(shí)驗(yàn)可以探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系;
(3)由圖甲、丁所示實(shí)驗(yàn)可知,接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同,由于沒(méi)有控制物體間的壓力相同,他的結(jié)論是錯(cuò)誤的;
(4)由圖戊可知,拉動(dòng)木板時(shí)物塊保持不動(dòng),物塊處于平衡狀態(tài),滑動(dòng)摩擦力等于測(cè)力計(jì)的拉力,實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)長(zhǎng)木板;
實(shí)驗(yàn)主要用到的思想方法是轉(zhuǎn)換法。
故答案為:(1)丁;5;(2)壓力;接觸面粗糙程度;(3)錯(cuò)誤;(4)不一定;轉(zhuǎn)換法。
跟蹤訓(xùn)練
1.某實(shí)驗(yàn)探究小組用如圖所示的裝置測(cè)量摩擦力的大小,木板水平向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,測(cè)力計(jì)A、B示數(shù)穩(wěn)定時(shí),其示數(shù)分別為5.0N、2.8N,此時(shí)木塊受到的摩擦力大小為( )
A.7.8NB.2.2NC.2.8ND.5.0N
【答案】C
【解析】圖中將木塊固定,木板水平向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,木塊始終處于靜止?fàn)顟B(tài),其受到的摩擦力大小等于測(cè)力計(jì)的示數(shù),測(cè)力計(jì)B示數(shù)為2.8N,故此時(shí)木塊受到的摩擦力大小為2.8N。
故選:C。
2.在探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉著放在長(zhǎng)木板上的木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.木塊處于平衡狀態(tài)
B.木塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度越大,受到的滑動(dòng)摩擦力也越大
C.用力拉木塊,木塊才運(yùn)動(dòng),說(shuō)明力的作用是維持物體運(yùn)動(dòng)
D.手對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與木塊受到的滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力
【答案】A
【解析】解:A、用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉著放在長(zhǎng)木板上的木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),故木塊處于平衡狀態(tài),故A正確;
B、影響摩擦力的因素是壓力的大小和接觸面的粗糙程度,與木塊運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;
C、用力拉木塊,木塊才運(yùn)動(dòng),說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,故C錯(cuò)誤;
D、手對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與木塊受到的滑動(dòng)摩擦力沒(méi)有作用在同一物體上,故不是一對(duì)平衡力,故的錯(cuò)誤。
故選:A。
3.在“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)中,三幅圖中均是完全相同的木塊和木板,圖甲、圖乙中木板靜止,木塊、鐵塊水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng);圖丙中電動(dòng)裝置D帶動(dòng)木板水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)水平固定在豎直墻壁上,木塊相對(duì)地面處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法中正確的是( )
A.若圖丙中木板做加速運(yùn)動(dòng),則彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)一定不等于木塊受到的摩擦力大小
B.圖甲與圖丙相比,甲中彈簧測(cè)力計(jì)指針位置更穩(wěn)定,讀數(shù)更準(zhǔn)確
C.利用甲、乙兩圖,可以探究滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小是否有關(guān)
D.利用乙、丙兩圖,不能探究滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小是否有關(guān)
【答案】C
【解析】解:A、若圖丙中木板做加速運(yùn)動(dòng),木塊相對(duì)于地面處于靜止?fàn)顟B(tài),水平方向上受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力,則彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)一定等于木塊受到的摩擦力大小,故A錯(cuò)誤;
B、圖丙中,當(dāng)拉動(dòng)長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,無(wú)論木板是否做勻速直線運(yùn)動(dòng),木塊保持靜止?fàn)顟B(tài),根據(jù)二力平衡的條件知:此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力的大小,彈簧測(cè)力計(jì)不動(dòng),而圖甲實(shí)驗(yàn)中只有當(dāng)木塊被拉動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),其彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)才等于滑動(dòng)摩擦力大小,由此可知圖丙中的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)更穩(wěn)定,讀數(shù)更準(zhǔn)確,故B錯(cuò)誤;
CD、利用甲、乙兩圖或者乙、丙兩圖可知,接觸面的粗糙程度相同,壓力的大小不同,所以可以甲、乙兩圖或者乙、丙兩圖均可探究滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小是否有關(guān),故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:C。
4.在“探究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,小王小組利用同一長(zhǎng)方體木塊進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn),下面有關(guān)實(shí)驗(yàn)討論交流的說(shuō)法正確的是( )
A.摩擦力的測(cè)量用到了轉(zhuǎn)換法
B.為了測(cè)量方便可以斜向上勻速拉動(dòng)木塊
C.乙、丙兩圖實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小無(wú)關(guān)
D.本次實(shí)驗(yàn)器材只能研究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小、接觸面粗糙程度的關(guān)系
【答案】A
【解析】解:A、彈簧滑動(dòng)摩擦力時(shí),滑動(dòng)摩擦力不能直接測(cè)量,是通過(guò)測(cè)量拉力大小,間接測(cè)量滑動(dòng)摩擦力,這種方法是轉(zhuǎn)換法,故A正確。
B、當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊在水平面上進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),木塊受到的水平向右拉力和水平向左的滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力,滑動(dòng)摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),如果彈簧測(cè)力計(jì)斜向上拉,木塊受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力不是平衡力,滑動(dòng)摩擦力大小不等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),故B錯(cuò)誤。
C、乙、丙兩圖,沒(méi)有控制壓力大小不變,也沒(méi)有控制接觸面粗糙程度不變,所以兩個(gè)實(shí)驗(yàn)不能探究滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素,故C錯(cuò)誤。
D、實(shí)驗(yàn)不但能探究滑動(dòng)摩擦力跟壓力大小關(guān)系、接觸面粗糙程度關(guān)系,還能探究滑動(dòng)摩擦力跟接觸面積的關(guān)系,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
5.在探究“影響滑動(dòng)摩擦力的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí),將木塊A放置在水平木板B上,加一個(gè)砝碼,將彈簧測(cè)力計(jì)一端固定在墻上,另一端系在A上,如圖所示,當(dāng)向左勻速拉動(dòng)B時(shí),A相對(duì)于地面靜止,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )
A.此裝置可探究滑動(dòng)摩擦力與壓力的關(guān)系
B.B對(duì)A的摩擦力與測(cè)力計(jì)對(duì)A的拉力是平衡力
C.A受到B的摩擦力方向?yàn)樗较蜃?br>D.若增大B的速度,測(cè)力計(jì)的示數(shù)會(huì)變大
【答案】D
【解析】解:A、兩物體間接觸面的粗糙程度不變,在A上加減砝碼可以改變物體間的壓力大小,該實(shí)驗(yàn)裝置可以探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力的關(guān)系,故A正確;
B、在B對(duì)A的摩擦力與彈簧測(cè)力計(jì)的拉力作用下木塊A靜止,處于平衡狀態(tài),則A受B的摩擦力與測(cè)力計(jì)拉力是一對(duì)平衡力,故B正確;
C、A處于平衡狀態(tài),由平衡條件可知,A受到的滑動(dòng)摩擦力f=F,A相對(duì)于B向右運(yùn)動(dòng),A受到的滑動(dòng)摩擦力方向水平向左,故C正確;
D、滑動(dòng)摩擦力與物體間接觸面的粗糙程度和物體間的壓力有關(guān),與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān),如果增大拉動(dòng)B的速度,A、B間接觸面的粗糙程度、物體間的壓力保持不變,物體間的滑動(dòng)摩擦力不變,由平衡條件可知,測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,故D錯(cuò)誤。
故選:D。
6.如圖所示,在探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,小明將彈簧測(cè)力計(jì)圓環(huán)固定在墻上,掛鉤掛著木塊,木塊下面是一長(zhǎng)木板,實(shí)驗(yàn)時(shí)用F=10N的拉力拉著長(zhǎng)木板在粗糙水平面上向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)2s移動(dòng)了40cm,下列說(shuō)法中正確的是( )
①實(shí)驗(yàn)時(shí)必須勻速拉動(dòng)長(zhǎng)木板;
②長(zhǎng)木板受到的重力和地面對(duì)長(zhǎng)木板的支持力是一對(duì)相互作用力;
③彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于10N;
④A所受的支持力等于A所受的重力;
A.①②④B.③④C.①③D.②④
【答案】B
【解析】解:①將彈簧測(cè)力計(jì)圓環(huán)固定在墻上,掛鉤掛著木塊,木塊下面是一長(zhǎng)木板,實(shí)驗(yàn)時(shí)拉著長(zhǎng)木板沿著水平向左運(yùn)動(dòng),不一定要木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),故①錯(cuò)誤;
②地面對(duì)長(zhǎng)木板的支持力等于長(zhǎng)木板和木塊的總重力;長(zhǎng)木板受到的重力小于地面對(duì)長(zhǎng)木板的支持力,不是一對(duì)相互作用力,故②錯(cuò)誤;
③實(shí)驗(yàn)時(shí)用F=10N的拉力拉著長(zhǎng)木板在粗糙水平面上向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),長(zhǎng)木板受水平地面和木塊A的摩擦力,F(xiàn)=f地+fA,fA與彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是一對(duì)平衡力,大小相等,所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于10N,故③正確;
④A靜止不動(dòng),在豎直方向上受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力的作用,這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力,大小相等,故④正確;
故選:B。
7.如圖是“測(cè)量滑動(dòng)摩擦力大小”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。
如圖,水平拉動(dòng)木板,待測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后,測(cè)力計(jì)A的示數(shù)為4.0N,測(cè)力計(jì)B的示數(shù)為2.5N,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為 N.若增大拉力,當(dāng)A的示數(shù)為4.8N時(shí),B的示數(shù)為 N。
【答案】2.5;2.5。
【解析】解:如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)為2.5N,根據(jù)二力平衡,則木塊受到的摩擦力大小為2.5N.若拉力增大到4.8N,木板將做加速運(yùn)動(dòng),因壓力和接觸面粗糙程度不變,故木塊受到的摩擦力將不變,還是2.5N。
故答案為:2.5;2.5。
8.一個(gè)重為30N的木塊:
(1)如圖甲,將木塊放在水平面上,受10N的水平推力F1,木塊未動(dòng),這時(shí)木塊所受摩擦力 (大于/等于/小于)10N.當(dāng)水平推力F增大到12N時(shí),木塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)水平推力增大到20N時(shí),木塊所受摩擦力為 N。
(2)如圖乙,木塊被50N的水平壓力F2壓在豎直墻壁上保持靜止,木塊所受摩擦力為 N,方向 。若增大水平壓力F2,木塊受到的摩擦力將 (增大/不變/減?。?。
(3)為了測(cè)量木塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力,小明將輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)一端固定,另一端鉤住木塊,木塊下面是一長(zhǎng)木板。如圖丙所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)拉著長(zhǎng)木板沿水平方向向右運(yùn)動(dòng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)即可測(cè)出木塊所受摩擦力大小,此時(shí)木塊受到摩擦力的方向是 ,這種測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)是 (寫(xiě)出一種即可)。
【答案】(1)等于;12;(2)30;豎直向上;不變;(3)水平向右;測(cè)不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),方便實(shí)驗(yàn)操作(彈簧測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài),便于讀數(shù))。
【解析】解:(1)木塊受10N的水平推力,木塊未動(dòng),說(shuō)明木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),則在水平方向上所受的推力與摩擦力是一對(duì)平衡力,大小相等,則摩擦力等于10N;
當(dāng)水平推力增大到12N時(shí),木塊恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以此時(shí)滑動(dòng)摩擦力與推力是一對(duì)平衡力,大小等于12N,當(dāng)水平推力增大到20N時(shí),木塊對(duì)地面的壓力和接觸面的粗糙程度不變,所以摩擦力不變,仍為12N;
(2)用50N的力把木塊壓在豎直墻壁上,木塊在豎直墻壁上靜止不動(dòng),木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),受平衡力作用,即豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力是一對(duì)平衡力,則摩擦力f=G=30N;若將F2增大,木塊仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),木塊受到的摩擦力仍和重力相等,即木塊受到的摩擦力不變;
(3)木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),在水平方向上受力平衡,彈簧測(cè)力計(jì)的拉力水平向左,則滑動(dòng)摩擦力方向是水平向右;
如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,木塊與彈簧測(cè)力計(jì)固定不動(dòng),拉動(dòng)木板運(yùn)動(dòng),
該裝置的優(yōu)點(diǎn)是:不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),方便實(shí)驗(yàn)操作;彈簧測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài),便于讀數(shù)。
故答案為:(1)等于;12;(2)30;豎直向上;不變;(3)水平向右;測(cè)不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),方便實(shí)驗(yàn)操作(彈簧測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài),便于讀數(shù))。
9.如圖所示,是小剛“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)。
(1)小剛將木塊置于水平面上(圖甲),用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做 運(yùn)動(dòng),滑動(dòng)摩擦力的大小為 N;第二次、第三次小剛以不同的速度勻速拉動(dòng)木塊,他發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)摩擦力的大小 (選填“變大”、“不變”或“變小”)。
(2)小剛發(fā)現(xiàn)要讓木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)很難,與同組同學(xué)討論后,改用如圖乙所示的裝置,把彈簧秤水平固定在擋板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),水平向左拉動(dòng)下面的平板小車,木塊受到 摩擦力(選填“靜”或“滑動(dòng)”),記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù);在木塊上放不同的鉤碼數(shù),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),分別記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),分析數(shù)據(jù)、推理可初步得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:當(dāng)接觸面粗糙程度一定時(shí), 越大,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)小剛進(jìn)一步探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,在木塊下表面貼上摩擦很大的橡膠,當(dāng)測(cè)力計(jì)示數(shù)達(dá)到最大值時(shí),仍沒(méi)拉動(dòng)平板小車,為了使用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材順利完成此實(shí)驗(yàn)探究,小剛可采取的辦法是 。
【答案】(1)勻速直線;1.6;不變;(2)滑動(dòng);壓力;(3)換用質(zhì)量較小的木塊。
【解析】解:(1)將木塊置于水平木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡,這時(shí)滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大??;
由圖甲可知,測(cè)力計(jì)每小格為0.1N,示數(shù)為1.6N,此時(shí)木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為1.6N;
若在此基礎(chǔ)上,第二次、第三次小剛以不同的速度勻速拉動(dòng)木塊,因壓力大小和接觸面的粗糙程度,則木塊和木板之間的滑動(dòng)摩擦力大小不變;
(2)由于木塊和長(zhǎng)木板間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),所以長(zhǎng)木板給木塊的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力;
在木塊上添加砝碼,會(huì)增大木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力,此時(shí)摩擦力變大,由此可知:在接觸面粗糙程度一定時(shí),壓力越大,物體所受滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)當(dāng)測(cè)力計(jì)示數(shù)達(dá)到最大值時(shí),仍沒(méi)拉動(dòng)平板小車,是因?yàn)槟緣K和平板小車之間的摩擦力太大,滑動(dòng)摩擦力受壓力和接觸面的粗糙程度的影響,所以為了使用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材順利完成此實(shí)驗(yàn)探究,小剛可采取的辦法是換用質(zhì)量較小的木塊。
故答案為:(1)勻速直線;1.6;不變;(2)滑動(dòng);壓力;(3)換用質(zhì)量較小的木塊。
10.如圖所示是研冰“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)。銅塊和木塊的大小和形狀完全相同,在實(shí)驗(yàn)前研冰提出了以下幾種猜想:
猜想一:滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的大小有關(guān)
猜想二:滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)
猜想三:滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間的接觸面積大小有關(guān)
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體沿水平方向做 運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為物體所受滑動(dòng)摩擦力的大?。?br>(2)比較甲、乙兩圖,可得到的結(jié)論是 ;
(3)比較乙、丙兩圖可得出滑動(dòng)摩擦力的大小與 有關(guān);
(4)要“探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積大小是否有關(guān)”,研冰將木塊和銅塊做為一個(gè)整體豎著放置在長(zhǎng)木板上,如丁圖,測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小并與乙比較。得出:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān),你認(rèn)為研冰同學(xué)的結(jié)論是 (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的。
(5)研冰同學(xué)本實(shí)驗(yàn)采用的探究方法是 (選填“控制變量法”或“等效替代法”)。
【答案】(1)勻速直線; (2)接觸面粗糙程度一定,壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;(3)接觸面的粗糙程度;(4)錯(cuò)誤;(5)控制變量法。
【解析】解:(1)只有當(dāng)二力平衡時(shí)拉力與摩擦力才相等,所以要求此時(shí)要做勻速直線運(yùn)動(dòng);
(2)根據(jù)控制變量法,甲、乙兩圖中接觸面的粗糙程度相同,壓力不同,摩擦力不同,因此可得出結(jié)論:接觸面粗糙程度一定,壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)兩物塊交換位置疊放的目的是為了控制壓力相同,比較乙、丙兩圖可得出滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān);
(4)小明將木塊和銅塊做為一個(gè)整體豎著放置在長(zhǎng)木板上,如丁圖,測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小并與乙比較。得出:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān),小明的結(jié)論雖然壓力相同,但沒(méi)有控制接觸面的粗糙程度相同,所以結(jié)論是錯(cuò)誤;
(5)研冰同學(xué)本實(shí)驗(yàn)采用的探究方法是控制變量法。
故答案為:(1)勻速直線; (2)接觸面粗糙程度一定,壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;(3)接觸面的粗糙程度;(4)錯(cuò)誤;(5)控制變量法。
11.小美同學(xué)為了探究“滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行了如圖所示的操作。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),不管在何種表面上,彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊要做 運(yùn)動(dòng)。
(2)丙圖中木塊上放置了一個(gè)鉤碼,作用是改變了木塊對(duì)接觸面的 。通過(guò)比較圖 和圖 兩個(gè)測(cè)力計(jì)示數(shù)大小,可以得出結(jié)論:在壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)小華將木塊沿豎直方向截去一半后,測(cè)得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉?lái)的一半,他由此得出:滑動(dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小,他探究過(guò)程存在的問(wèn)題是沒(méi)有控制
相同。
【答案】(1)勻速直線;(2)壓力;甲;乙;(3)壓力。
【解析】解:(1)只有沿水平方向用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),木塊在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小。
(2)丙圖中木塊上放置了一個(gè)鉤碼,作用是改變了木塊對(duì)接觸面的壓力。
影響滑動(dòng)摩擦力大小因素有兩個(gè):壓力大小和接觸面的粗糙程度,研究與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí),要控制另外一個(gè)因素不變。研究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,要控制壓力相同,故通過(guò)比較圖甲和圖乙兩個(gè)測(cè)力計(jì)示數(shù)大小,可以得出結(jié)論:在壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)研究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小關(guān)系,要控制壓力和接觸面粗糙程度相同,小華將木塊沿豎直方向截去一半后,壓力大小發(fā)生了改變,測(cè)得木塊所受的滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉?lái)的一半,他由此得出:滑動(dòng)摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小,他探究過(guò)程存在的問(wèn)題是沒(méi)有控制壓力相同。
故答案為:(1)勻速直線;(2)壓力;甲;乙;(3)壓力。
12.小李用如圖甲所示的裝置,探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。他提出了以下幾種猜想:
A.與所受壓力有關(guān)
B.與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小有關(guān)
C.與物體間的接觸面積大小有關(guān)
D.與物體間接觸面的粗糙程度有關(guān)
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì) (選填“必須”或“不必”)沿水平方向拉著物塊在水平長(zhǎng)木板上做直線運(yùn)動(dòng)。
(2)分析序號(hào)為1、2、3的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受壓力F壓大小的關(guān)系式是f= ;
(3)要驗(yàn)證猜想D是否正確,應(yīng)選擇表中序號(hào)為 的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得到的結(jié)論是: ,滑動(dòng)摩擦力越大。
(4)分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), (選填能或不能)驗(yàn)證猜想B是否正確。
(5)某次實(shí)驗(yàn)中拉動(dòng)木塊由靜止到勻速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力F隨時(shí)間t的變化圖像如圖乙所示,其中0~4s木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),此后木塊開(kāi)始滑動(dòng)。分析圖像可知:在這次實(shí)驗(yàn)中,要使木塊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),至少要用 N的水平拉力拉木塊;在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,如果木塊受到的拉力是2N,則下列對(duì)木塊所處狀態(tài)的判斷,正確的是 。
A.靜止 B.勻速直線運(yùn)動(dòng) C.靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng) D.條件不足,無(wú)法判斷。
(6)小李在老師的指導(dǎo)下對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn),用如圖丙所示的方式測(cè)滑動(dòng)摩擦力發(fā)現(xiàn)效果更好。圖乙實(shí)驗(yàn)中 (選填“一定”或“不一定”)要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)水平長(zhǎng)木板做直線運(yùn)動(dòng)。
【答案】(1)必須;(2)0.2F壓;(3)1、4、5; 在壓力一定時(shí),接觸面越粗糙; (4)不能;(5)2.3;C;(6)不一定。
【解析】解:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使其在水平桌面上做做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體在水平方向上受到平衡力的作用,根據(jù)二力平衡知識(shí),可知滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)分析序號(hào)為1、2、3的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于壓力的0.2倍,則摩擦力為壓力的0.2倍,即f=0.2F壓;
(3)要驗(yàn)證猜想D是否正確,實(shí)驗(yàn)中需要控制壓力相同,接觸面的粗糙程度不同,故應(yīng)選擇表中序號(hào)為1、4、5的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,在壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越大,摩擦力越大,故可得到的結(jié)論是:在壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(4)探究滑動(dòng)摩擦力大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度的關(guān)系時(shí),需要控制壓力、接觸面的粗糙程度相同,速度不同,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,不能完成實(shí)驗(yàn)探究;
(5)分析圖乙可知,要使木塊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),至少要用2.3N的力;
當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力等于滑動(dòng)摩擦力,由圖乙知做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力為2.0N時(shí),滑動(dòng)摩擦力為2.0N,當(dāng)拉力為2.3N時(shí),壓力和接觸面的粗糙程度都不變,滑動(dòng)摩擦力不變,仍為2.0N;由圖乙知:當(dāng)木塊受到的拉力是2.0N時(shí),木塊可能靜止(還沒(méi)拉動(dòng)),也可能做勻速直線運(yùn)動(dòng);
(6)如圖乙所示的方式測(cè)量滑動(dòng)摩擦力,木塊相對(duì)于長(zhǎng)木板相對(duì)靜止,受到的測(cè)力計(jì)的拉力與受到的摩擦力為一對(duì)平衡力,此時(shí)木塊處于平衡狀態(tài),故圖乙實(shí)驗(yàn)中不一定要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)長(zhǎng)木板。
故答案為:(1)必須;(2)0.2F壓;(3)1、4、5; 在壓力一定時(shí),接觸面越粗糙; (4)不能;(5)2.3;C;(6)不一定。
真題過(guò)關(guān)
一、選擇題(共4小題):
1.(2022?日照)如圖是探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn),下列可以增加木塊受到滑動(dòng)摩擦力的是( )
A.增加水平拉力的大小
B.在木塊上面增加砝碼
C.提高木塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度
D.換用木塊面積小的一面接觸木板
【答案】B
【解析】解:木塊受到滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān);在木塊上面增加砝碼可以增大木塊對(duì)接觸木板的壓力,可以增加木塊受到滑動(dòng)摩擦力;增加水平拉力的大小、提高木塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度、換用木塊面積小的一面接觸木板都不會(huì)增加木塊受到滑動(dòng)摩擦力,故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選:B。
2.(2022?呼和浩特)小芳同學(xué)用圖示裝置研究滑動(dòng)摩擦力,用力F水平向右勻速拉動(dòng)長(zhǎng)木板的過(guò)程中,木塊保持靜止不動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.木塊所受摩擦力方向水平向左
B.地面對(duì)長(zhǎng)木板的摩擦力與力F是平衡力
C.力F增大時(shí),木塊所受滑動(dòng)摩擦力大小不變
D.若彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5N,則力F大小也為5N
【答案】C
【解析】解:A、木塊保持靜止不動(dòng),水平方向上受力平衡,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力水平向左,則木塊受到的摩擦力水平向右,故A錯(cuò)誤;
B、用力F水平向右勻速拉動(dòng)長(zhǎng)木板的過(guò)程中,木板在水平方向上受力平衡,水平方向上受到水平向右的拉力F、水平向左的地面對(duì)木板的摩擦力、水平向左的木塊對(duì)木板的摩擦力,所以地面對(duì)長(zhǎng)木板的摩擦力與力F不是平衡力,故B錯(cuò)誤;
C、力F增大時(shí),木塊對(duì)木板的壓力大小、接觸面的粗糙程度不變,所以木塊所受滑動(dòng)摩擦力大小不變,故C正確;
D、若彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5N,則力F應(yīng)大于5N,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
3.(2022?棗莊)下列四幅圖是小明在探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”時(shí)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案。以下說(shuō)法正確的是( )
A.通過(guò)甲、乙對(duì)比,可探究壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
B.通過(guò)甲、丁對(duì)比,可探究接觸面積的大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
C.通過(guò)乙、丙對(duì)比,可探究壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
D.通過(guò)乙、丁對(duì)比,可探究接觸面的粗糙程度對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響
【答案】A
【解析】解:A、通過(guò)甲、乙對(duì)比,接觸面的粗糙程度相同,壓力大小不同,通過(guò)簧測(cè)力計(jì)示數(shù)表現(xiàn)摩擦力的大小,由此可知,通過(guò)甲、乙對(duì)比,可探究壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響,故A正確;
B、甲、丁對(duì)比,壓力相同,接觸面的粗糙程度不同,接觸面積的大小不同,兩個(gè)變量,因此不能探究接觸面的大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響,故B錯(cuò)誤;
C、通過(guò)乙、丙對(duì)比,接觸面的粗糙程度不相同,壓力大小不同,兩個(gè)變量,因此不能探究壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響,故C錯(cuò)誤;
D、通過(guò)乙、丁對(duì)比,接觸面積的大小不同,壓力大小不同,接觸面的粗糙程度不同,三個(gè)變量,因此不能探究接觸面的粗糙程度對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
4.(2022?北京)小京在探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素時(shí),用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊沿水平木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖甲所示;將鐵塊放在木塊上,再次用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使木塊和鐵塊沿同一水平木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.圖甲所示實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于滑動(dòng)摩擦力的大小
B.圖乙所示實(shí)驗(yàn)中,木板受到的壓力等于木塊受到的重力
C.甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),探究的是滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力是否有關(guān)
D.甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),探究的是滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度是否有關(guān)
【答案】C
【解析】解:A、用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊沿水平木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力的大小,即彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力的大小,故A錯(cuò)誤;
B、圖乙所示實(shí)驗(yàn)中,木板受到的壓力等于木塊和鐵塊的重力之和,故B錯(cuò)誤;
CD、滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和壓力有關(guān),分析甲、乙兩圖可知彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊沿水平木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),接觸面的粗糙程度沒(méi)有改變,將鐵塊放在木塊上,再次用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊時(shí),木板受到的壓力變大,所以甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),探究的是滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力是否有關(guān),故C正確;D錯(cuò)誤。
故選:C。
二、實(shí)驗(yàn)探究題(共8小題):
5.(2022?淮安)如圖所示,探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素。
(1)用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊,木塊沒(méi)有運(yùn)動(dòng),水平方向受到的摩擦力大小 (選填“大于”“小于”或“等于”)拉力大小。
(2)要測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小,木塊應(yīng)沿水平方向做 運(yùn)動(dòng),圖甲中木塊做勻速運(yùn)動(dòng),受到的滑動(dòng)摩擦力大小為 N。
(3)比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可初步確定滑動(dòng)摩擦力的大小與 有關(guān)。
(4)比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), (選填“能”或“不能”)得到“滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度有關(guān)”的結(jié)論,理由是 。
【答案】(1)等于;(2)勻速直線;1.4;(3)壓力大?。唬?)不能;沒(méi)有控制壓力相同。
【解析】解:(1)剛開(kāi)始拉木塊時(shí),木塊沒(méi)有被拉動(dòng),木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),由二力平衡條件可知,此時(shí)木塊所受摩擦力大小等于拉力的大小;
(2)用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),則木塊水平方向上受到拉力和滑動(dòng)摩擦力的作用,這兩個(gè)力平衡力,根據(jù)二力平衡條件,滑動(dòng)摩擦力大小等于拉力大小;
彈簧測(cè)力計(jì)分度值為0.1N,此時(shí)示數(shù)為1.4N,故滑動(dòng)摩擦力為1.4N;
(3)甲、乙兩實(shí)驗(yàn)壓力大小不同,接觸面的粗糙程度相同,所以甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)是為了探究摩擦力與壓力大小的關(guān)系;
(4)比較如圖甲和丙兩次實(shí)驗(yàn)可知,兩次實(shí)驗(yàn)中壓力大小和接觸面的粗糙程度都不相同,不能得出滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)的結(jié)論。
故答案為:(1)等于;(2)勻速直線;1.4;(3)壓力大??;(4)不能;沒(méi)有控制壓力相同。
6.(2022?鄂爾多斯)圖甲是“探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)的裝置。
(1)實(shí)驗(yàn)中水平拉動(dòng)物塊B做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù) 知識(shí),測(cè)出物塊B所受滑動(dòng)摩擦力的大小,此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中砝碼 (選填“受”或“不受”)摩擦力。
(2)“創(chuàng)新小組”在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄的數(shù)據(jù)如表:
①比較3、4、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出結(jié)論:在 相同時(shí),接觸面越 ,滑動(dòng)摩擦力越大。
②該組又將木板A組裝成斜面,如圖乙所示,將物塊B和砝碼的總重力增加到10N,
在用F=9.2N的拉力沿斜面勻速將物塊B由底端拉到頂端的過(guò)程中,物塊B克服摩擦力做功為 J,物塊B對(duì)斜面的壓力為 N。(木板的厚度忽略不計(jì))
(3)由于圖甲實(shí)驗(yàn)中較難保持物塊B做勻速運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定?!翱萍夹〗M”改為用圖丙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)在拉動(dòng)木板A'運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,測(cè)力計(jì)示數(shù)變化明顯,
其原因可能是 。
【答案】(1)二力平衡;不受;(2)①壓力;粗糙;②3.2;8;(3)接觸面的粗糙程度不同。
【解析】解:(1)彈簧測(cè)力計(jì)顯示拉力大小,物塊在水平面上進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng),物塊受到水平向左的滑動(dòng)摩擦力和水平向右的拉力作用,這兩個(gè)力是平衡力,大小相等,從而間接測(cè)量滑動(dòng)摩擦力大??;此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中砝碼相對(duì)于木塊沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),也沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì),所以不受摩擦力;
(2)①比較3、4、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出結(jié)論:在壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
②拉力做的總功:W總=Fs=9.2N×1m=9.2J;所做的有用功:W有用=Gh=10N×0.6m=6J,則額外功為:W額=W總﹣W有用=9.2J﹣6J=3.2J,則摩擦力的大小為:f=W額s=3.2N1m=3.2N;
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,摩擦力與壓力的關(guān)系為:f=0.4F壓,則壓力的大小為:F壓=f0.4=;
(3)現(xiàn)在拉動(dòng)木板A'運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,測(cè)力計(jì)示數(shù)變化明顯,這說(shuō)明此時(shí)的滑動(dòng)摩擦力發(fā)生了改變,原因可能是接觸面的粗糙程度不同。
故答案為:(1)二力平衡;不受;(2)①壓力;粗糙;②3.2;8;(3)接觸面的粗糙程度不同。
7.(2022?淄博)小明用木塊、木板、毛巾、玻璃板、砝碼、彈簧測(cè)力計(jì)等器材探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素。
(1)木塊在水平面上被拉動(dòng)時(shí)所受滑動(dòng)摩擦力的大小無(wú)法直接測(cè)量,可依據(jù)二力平衡的條件,拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),則滑動(dòng)摩擦力的大小等于 的大小。
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示(木塊均做勻速直線運(yùn)動(dòng)),其中F5<F1<F4<F2<F3。
①相比甲實(shí)驗(yàn),乙、丙實(shí)驗(yàn)中木塊上增加砝碼是為了增大 的壓力(選填“砝碼對(duì)木塊”“木塊對(duì)木板”或“木板對(duì)桌面”)。對(duì)比甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)可知:在接觸面粗糙程度一定時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力 。
②對(duì)比甲、丁、戊三次實(shí)驗(yàn)可知:壓力相同時(shí), ,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)要探究滑動(dòng)摩擦力大小跟物體運(yùn)動(dòng)速度是否有關(guān),需要保持 和 不變,只改變 。
(4)本實(shí)驗(yàn)主要運(yùn)用的研究方法是控制變量法,下列實(shí)驗(yàn)中也用到了這種方法的是 。
A.探究壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)
B.探究杠桿的平衡條件
C.測(cè)量固體的密度
【答案】(1)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊拉力;(2)①木塊對(duì)木板;越大;②接觸面越粗糙;(3)壓力大??;接觸面的粗糙程度;物體運(yùn)動(dòng)的速度;(4)A。
【解析】解:(1)用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡知識(shí)可知,木塊受到的摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊拉力的大小;
(2)①相比甲實(shí)驗(yàn),乙、丙實(shí)驗(yàn)中木塊上增加砝碼,木塊對(duì)水平面的壓力大小等于木塊和砝碼的總重力,從而增大木塊對(duì)木板的壓力;對(duì)比甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)可知,接觸面的粗糙程度相同,壓力大小不同,滑動(dòng)摩擦力大小不同,故對(duì)比甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)可知:在接觸面粗糙程度一定時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
②對(duì)比甲、丁、戊三次實(shí)驗(yàn)可知:壓力相同,接觸面粗糙程度不同,且接觸面越粗糙,測(cè)力計(jì)的示數(shù)越大,故壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)探究滑動(dòng)摩擦力是否和物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān),應(yīng)保持壓力大小和接觸面的粗糙程度一定,使物體在不同的速度下做勻速直線運(yùn)動(dòng);
(4)本實(shí)驗(yàn)探究主要運(yùn)用的科學(xué)探究方法是控制變量法:
A、壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān),實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)采用控制變量法;
B、探究杠桿的平衡條件,采用多次測(cè)量尋找普遍規(guī)律,沒(méi)有采用控制變量法;
C、測(cè)量固體的密度多次測(cè)量取平均值,為了減小誤差,沒(méi)有采用控制變量法;
故選A。
故答案為:(1)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊拉力;(2)①木塊對(duì)木板;越大;②接觸面越粗糙;(3)壓力大??;接觸面的粗糙程度;物體運(yùn)動(dòng)的速度;(4)A。
8.(2022?遼寧)小玉觀看2022年冬奧會(huì),發(fā)現(xiàn)冰壺運(yùn)動(dòng)員在冰面上來(lái)去自如,是因?yàn)閮芍恍撞煌?,如圖甲所示。她猜想滑動(dòng)摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)。為了模擬運(yùn)動(dòng)員的鞋底,她選用了上下表面粗糙程度不同的木塊,做了如下實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖乙所示,小玉用彈簧測(cè)力計(jì),在水平桌面上, 拉動(dòng)木塊,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 N。
(2)將乙圖中的木塊 ,重復(fù)上述操作,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.0N;經(jīng)分析可得出:當(dāng) 一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越 。
(3)同組的小明想進(jìn)一步驗(yàn)證小玉的結(jié)論是否正確,于是取來(lái)了10g、50g砝碼各一個(gè),進(jìn)行了丙、丁實(shí)驗(yàn)(如圖所示)。當(dāng)進(jìn)行丁實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)達(dá)到最大值時(shí)仍無(wú)法拉動(dòng)木塊。為了使用現(xiàn)有器材就能完成此實(shí)驗(yàn),可采用的操作方法是 。
【答案】(1)勻速直線;2.4;(2)上下顛倒;壓力;大;(3)將50g砝碼取下?lián)Q成10g砝碼,重新實(shí)驗(yàn)。
【解析】解:(1)在水平桌面上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體受到拉力與摩擦力為一對(duì)平衡力,根據(jù)二力平衡知識(shí)可知,木塊所受的滑動(dòng)摩擦力大小為測(cè)力計(jì)示數(shù),彈簧測(cè)力分度值為0.2N,測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.4N,故木塊所受的滑動(dòng)摩擦力大小為2.4N;
(2)由題意知,要保持壓力大小不變,增大接觸面的粗糙程度,需將木塊上下顛倒即可,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大為4.0N,可得當(dāng)壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)由圖知,小明用50g的砝碼放到了木塊的上方,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)達(dá)到最大值時(shí)仍無(wú)法拉動(dòng)木塊,說(shuō)明摩擦力太大,可選用10g的砝碼將50g的換下,減小了壓力,從而減小摩擦力完成實(shí)驗(yàn)。
故答案為:(1)勻速直線;2.4;(2)上下顛倒;壓力;大;(3)將50g砝碼取下?lián)Q成10g砝碼,重新實(shí)驗(yàn)。
9.(2022?湘潭)利用如圖所示裝置探究影響滑動(dòng)摩擦力的因素。長(zhǎng)方體木塊上表面是棉布面,側(cè)面和下表面是面積不同而粗糙程度相同的木板面。實(shí)驗(yàn)時(shí),選擇不同的接觸面,通過(guò)增減砝碼,改變木塊對(duì)木板的壓力,依次水平向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板,將每次測(cè)量結(jié)果填入下表。
(1)水平向右拉動(dòng)長(zhǎng)木板,當(dāng)測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定時(shí),測(cè)力計(jì)的拉力與木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小
(選填“相等”或“不相等”),木塊受到的滑動(dòng)摩擦力是水平向 。
(2)由實(shí)驗(yàn)1、4可知,滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面的面積 (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。
(3)由實(shí)驗(yàn)1、5可知,其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越 。
(4)由實(shí)驗(yàn)1、2、 (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))可知,其他條件相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面受到的壓力成 比;由此結(jié)論可得,實(shí)驗(yàn)6空格中的數(shù)據(jù)是 N。
【答案】(1)相等;右;(2)無(wú)關(guān);(3)大;(4)3;正;3.6。
【解析】解:(1)水平勻速拉動(dòng)木板,待測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后,木塊受力平衡,水平方向上的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力,根據(jù)二力平衡的知識(shí),木塊受到的滑動(dòng)摩擦力與測(cè)力計(jì)示數(shù)大小相等;
水平向右勻速直線拉動(dòng)木條,木塊相對(duì)與木板向左運(yùn)動(dòng),則木塊受到木板的摩擦力方向水平向右;
(2)由實(shí)驗(yàn)1、4和題意可知,壓力大小和接觸面粗糙程度都相同,接觸面的面積不同,而滑動(dòng)摩擦力相同,故得出滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的面積無(wú)關(guān);
(3)由實(shí)驗(yàn)4、5可知壓力大小和接觸面積都相同,布面較粗糙,測(cè)力計(jì)的示數(shù)較大,可得出結(jié)論:其他條件相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(4)實(shí)驗(yàn)1、2、3控制了接觸面的粗糙程度和接觸面積不變,僅改變壓力大小,發(fā)現(xiàn)壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大,什么滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面受到的壓力成正比;
實(shí)驗(yàn)5、6中,接觸面粗糙程度都相同,壓力大小和接觸面的面積不同,根據(jù)表格信息可知,
,解得F=3.6N,所以實(shí)驗(yàn)6空格中的數(shù)據(jù)應(yīng)該是3.6N。
故答案為:(1)相等;右;(2)無(wú)關(guān);(3)大;(4)3;正;3.6。
10.(2022?鞍山)小明在做“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)時(shí),使用的器材有彈簧測(cè)力計(jì)、兩個(gè)相同的鐵塊、長(zhǎng)木板。
(1)將鐵塊放在長(zhǎng)木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉著鐵塊沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖甲所示,則鐵塊受到滑動(dòng)摩擦力的大小等于 N;
(2)如圖乙所示,將兩個(gè)鐵塊疊放在一起,重復(fù)上面的操作。比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),可以得出:在接觸面的粗糙程度相同時(shí), 越大,滑動(dòng)摩擦力越 ;
(3)小明又將兩個(gè)鐵塊按照?qǐng)D丙所示的方式放在長(zhǎng)木板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。比較乙、丙兩次實(shí)驗(yàn),可探究滑動(dòng)摩擦力的大小與 的關(guān)系;
(4)實(shí)驗(yàn)后小明和同學(xué)交流討論時(shí)發(fā)現(xiàn):在實(shí)驗(yàn)中很難使鐵塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。于是小明設(shè)計(jì)了丁圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置 (選填“需要”或“不需要”)長(zhǎng)木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)長(zhǎng)木板的運(yùn)動(dòng)速度增大時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) (選填“增大”、“減小”或“不變”)。
【答案】(1)1.2;(2)壓力;大;(3)接觸面大??;(4)不需要;不變。
【解析】解:(1)由圖甲可知,彈簧測(cè)力計(jì)分度值為0.2A,示數(shù)為1.2N;
彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)A進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),水平方向上A受到拉力和滑動(dòng)摩擦力作用,這兩個(gè)力是平衡力,根據(jù)二力平衡條件,滑動(dòng)摩擦力大小等于拉力大小,等于1.2N;
(2)比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)知接觸面的粗糙程度相同,壓力的大小不同,且壓力越大,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越大,滑動(dòng)摩擦力越大,故可以得出在接觸面的粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)比較乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)壓力大小相同、接觸面的粗糙程度相同,接觸面的大小不同,故可探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面大小的關(guān)系;
(4)圖丁拉動(dòng)長(zhǎng)木板的過(guò)程中,鐵塊、木板之間是滑動(dòng)摩擦力,而滑動(dòng)摩擦力的大小與相對(duì)速度無(wú)關(guān),所以不需要?jiǎng)蛩俪閯?dòng)長(zhǎng)木板,鐵塊所受的滑動(dòng)摩擦力不變。
故答案為:(1)1.2;(2)壓力;大;(3)接觸面大?。唬?)不需要;不變。
11.(2022?寧夏)如圖所示,是探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)。
(1)為了測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)沿水平方向拉物塊做 運(yùn)動(dòng)。這樣測(cè)量的依據(jù)是 。
(2)甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)摩擦力最小的是 (選填“甲”、“乙”或“丙”)實(shí)驗(yàn)。
(3)單杠運(yùn)動(dòng)員上杠前手上要涂防滑粉,是用到 兩次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論;他在做回環(huán)動(dòng)作時(shí)手不能握杠太緊是用到 兩次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。
(4)比較甲、丁兩次實(shí)驗(yàn),某同學(xué)發(fā)現(xiàn)甲實(shí)驗(yàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于丁實(shí)驗(yàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),由此得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦大小與接觸面積的大小有關(guān);小紅同學(xué)認(rèn)為結(jié)論是錯(cuò)誤的,她判斷的理由是 。
【答案】(1)勻速直線;二力平衡;(2)甲;(3)乙、丙;甲、乙;(4)沒(méi)有控制壓力大小相等。
【解析】解:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),為了測(cè)出滑動(dòng)摩擦力大小,應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力,根據(jù)二力平衡條件可知,此時(shí)滑動(dòng)摩擦力與拉力大小相等;
(2)由甲實(shí)驗(yàn)可知,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為4格,乙實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為6格,丙實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為6格,比較可知,甲實(shí)驗(yàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)最小,由次可知,滑動(dòng)摩擦力最小的是甲實(shí)驗(yàn);
(3)單杠運(yùn)動(dòng)員上杠前手上要涂防滑粉,可以在壓力一定時(shí),增大接觸面的粗糙程度,從而增大摩擦力,所以用到了乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論;
他在做回環(huán)動(dòng)作時(shí)手不能握杠太緊,是通過(guò)接觸面的粗糙程度一定時(shí),通過(guò)減小壓力來(lái)減小摩擦力,所以用到了甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論;
(4)要探究滑動(dòng)摩擦大小與接觸面積的大小的關(guān)系,應(yīng)該控制壓力大小和接觸面的粗糙程度相同,改變接觸面積進(jìn)行實(shí)驗(yàn),
由圖甲、丁兩圖可知,切去物體A的一半,在改變接觸面積的同時(shí)也改變了壓力的大小,所以實(shí)驗(yàn)結(jié)論是錯(cuò)誤的。
故答案為:(1)勻速直線;二力平衡;(2)甲;(3)乙、丙;甲、乙;(4)沒(méi)有控制壓力大小相等。
12.(2022?大慶)小明想比較某兩種品牌運(yùn)動(dòng)鞋的防滑性能,他設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)將兩種品牌的運(yùn)動(dòng)鞋各取一只,用彈簧測(cè)力計(jì)分別稱出它們的重力。小明觀察到未懸掛重物時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.2N,圖乙是測(cè)量其中一只鞋子時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),其示數(shù)為 N,鞋子的實(shí)際重力為 N。
(2)用彈簧測(cè)力計(jì)掛起較輕的那只鞋子,再向里面緩慢加入細(xì)沙,直至彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)與懸掛較重鞋子時(shí)的示數(shù)相同。
(3)在跑步機(jī)的傳送帶上按圖甲擺放實(shí)驗(yàn)用品,將彈簧測(cè)力計(jì)正確調(diào)零后,其一端固定在跑步機(jī)上,另一端鉤住鞋子。
(4)啟動(dòng)跑步機(jī),待彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后記錄彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),該示數(shù) (填“大于”、“等于”或“小于”)鞋子受到的摩擦力。
(5)換另一只鞋子,重復(fù)步驟(4),并記錄數(shù)據(jù)。
(6)比較步驟(4)、(5)中兩次彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),對(duì)應(yīng)示數(shù) (填“較大”或“較小”)的鞋子防滑性能好。
(7)如果在步驟(4)中提高傳送帶速度,那么彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后,其示數(shù)與低速時(shí)相比將
(填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】(1)2.4;2.2;(4)等于;(6)較大;(7)不變。
【解析】解:(1)由圖可知:彈簧測(cè)力計(jì)1N之間有5個(gè)小格,一個(gè)小格代表0.2N,即分度值是0.2N;彈簧測(cè)力計(jì)的指針在2N下兩小格處,示數(shù)為2.4N;彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.4N,就說(shuō)明了彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤受到了2.4N的拉力,但未懸掛重物時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.2N,鞋子的實(shí)際重力G=2.4N﹣0.2N=2.2N。
(4)當(dāng)物體在同一直線上的摩擦力和拉力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),此時(shí)拉力的大小等于摩擦力的大??;
(6)由題中信息知,兩只鞋子壓力相同,則鞋底越粗糙滑動(dòng)摩擦力越大,拉力示數(shù)較大的鞋子防滑性能
更好;
(7)滑動(dòng)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,運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān),當(dāng)提高傳送帶速度,其滑動(dòng)摩擦力與低速時(shí)相比將不變。
故答案為:(1)2.4;2.2;(4)等于;(6)較大;(7)不變。章節(jié)
考點(diǎn)
考試題型
難易度
運(yùn)動(dòng)和力
測(cè)量滑動(dòng)摩擦力
選擇題、實(shí)驗(yàn)題
★★
探究滑動(dòng)摩擦力的影響因素
選擇題、實(shí)驗(yàn)題
★★
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
木塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
靜止
加速
勻速
減速
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N
0.6
1
0.8
0.2
序號(hào)
木塊放置情況
木塊運(yùn)動(dòng)速度
木板表面情況
壓力/N
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N
1
平放

木板
6
1.2
2
平放

木板
8
1.6
3
平放

木板
10
2.0
4
平放

木板上鋪錦布
6
1.8
5
平放

木板上鋪毛巾
6
3.0
次數(shù)
壓力F壓/N
接觸面(粗糙程度)
摩擦力Ff/N
1
3
木板
1.2
2
4
木板
1.6
3
5
木板
2.0
4
5
棉布
2.5
5
5
毛巾
3.0
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
木塊與木板的接觸面
壓力
測(cè)力計(jì)示數(shù)
1
下表面與木板面
2.5N
1.2N
2
下表面與木板面
5.0N
2.4N
3
下表面與木板面
7.5N
3.6N
4
側(cè)面與木板面
2.5N
1.2N
5
上表面與木板面
2.5N
1.8N
6
上表面與木板面
5.0N

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