
1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方?br>(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊懟瑒?dòng)摩擦力大小的因素。
(2)實(shí)驗(yàn)原理:二力平衡的條件。
(3)實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法。
2. 實(shí)驗(yàn)器材及圖像:木塊(有拉環(huán))、彈簧測(cè)力計(jì)、長(zhǎng)木板、毛巾、砝碼、水平桌面
(1)長(zhǎng)木板和毛巾:改變接觸面粗糙程度。
(2)木塊(有拉環(huán)):實(shí)驗(yàn)對(duì)象。
(3)彈簧測(cè)力計(jì):拉動(dòng)木塊勻速運(yùn)動(dòng)。
(4)砝碼:改變木塊對(duì)水平桌面的壓力。
3. 實(shí)驗(yàn)步驟
步驟①用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板滑動(dòng),從而測(cè)出木塊與長(zhǎng)木板之間的滑動(dòng)摩擦力。
步驟②在木塊上面放一個(gè)砝碼,改變木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力,測(cè)出此種情況下的摩擦力。
步驟③把毛巾鋪在長(zhǎng)木板上面,保持木塊上的砝碼不變,測(cè)出此種情況下的摩擦力。
4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關(guān),接觸面受到的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大。
(2)滑動(dòng)摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關(guān),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
5. 實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充
(1)摩擦力產(chǎn)生的條件
物體之間產(chǎn)生摩擦力必須要具備以下三個(gè)條件。
第一:兩物體相互接觸。
第二:接觸面粗糙。
第三:兩物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
(2)摩擦力的種類(lèi)和應(yīng)用
①滑動(dòng)摩擦:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力。
②滾動(dòng)摩擦:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體上發(fā)生滾動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力。
③靜摩擦力:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但它們之間處于相對(duì)靜止時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。
(3)增大有益摩擦的方法
①增大接觸面的粗糙程度,如汽車(chē)輪胎做上花紋。
②增大壓力,如騎自行車(chē)捏閘的力越大,摩擦力越大。
③變滾動(dòng)為滑動(dòng),如汽車(chē)急剎車(chē)時(shí)車(chē)只滑不滾。
④變濕摩擦為干摩擦。
(4)減小有害摩擦的方法
①使接觸面變光滑。
②減小壓力。
③用滾動(dòng)代替滑動(dòng)。
④使接觸面分離。
⑤變干摩擦為濕摩擦。
6.??紝?shí)驗(yàn)問(wèn)題
(1)如圖甲所示用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊在 勻速直線(xiàn) 運(yùn)動(dòng),根據(jù) 二力平衡 原理,木塊在長(zhǎng)木板上受到的滑動(dòng)摩擦力與彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力是一對(duì) 平衡力 。
(2)由于影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素可能有多個(gè),在探究某一因素對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響時(shí),應(yīng)該采用的研究方法是 控制變量 法。
(3)比較圖乙兩次實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論為: 接觸面粗糙程度一定時(shí),壓力越大 ,滑動(dòng)摩擦力越大。
(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,木塊的溫度升高,是通過(guò) 做功 (選填“做功”或“熱傳遞”)的方式改變了木塊的內(nèi)能。
(5)分別以速度v1和v2(v1>v2)在同一表面勻速直線(xiàn)拉動(dòng)木塊,通過(guò)相同的路程,兩次拉力所做功的關(guān)系為:W1 = W2(填“<”、“>”或“=”)。
(6)測(cè)量摩擦力大小是依據(jù): 二力平衡 的知識(shí)來(lái)進(jìn)行的。
(7)驗(yàn)中出現(xiàn)誤差的原因:用手拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),很難控制勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),可以讓彈簧測(cè)力計(jì)一端固定,另一端勾住木塊,將木塊水平放置在長(zhǎng)木板上,然后直接如圖所示拖動(dòng)長(zhǎng)木板,從而讀出示數(shù);
(8)轉(zhuǎn)換法應(yīng)用:通過(guò)拉力的大小來(lái)反映摩擦力的大小。
(9)實(shí)驗(yàn)還可研究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面大小、運(yùn)動(dòng)速度,拉力大小等無(wú)關(guān)。
(10)實(shí)驗(yàn)需要多次測(cè)量,得出多組數(shù)據(jù)的目的是:避免實(shí)驗(yàn)偶然性,得出普遍規(guī)律。
精選真題匯編
1.(2023?恩施州)如圖所示,用長(zhǎng)木板、木塊在水平桌面上,做探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)。
(1)該實(shí)驗(yàn)中測(cè)量滑動(dòng)摩擦力大小的原理是 ,必需的測(cè)量工具是 ;
(2)要改變木塊對(duì)接觸面的壓力,一般是通過(guò) 來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.(2023?株洲)某同學(xué)利用圖示裝置測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小。水平傳送帶由微型電動(dòng)機(jī)控制其運(yùn)轉(zhuǎn),連接滑塊和壓塊的細(xì)繩自然拉直,事先用電子秤分別測(cè)出滑塊和壓塊的重力G1和G2。
(1)此裝置中定滑輪的作用是改變力的 (填“大小”或“方向”)。
(2)本實(shí)驗(yàn)除了要保證壓塊在電子秤上保持靜止外,還需控制的條件是 (填“①”或“②”)。
①水平傳送帶必須勻速運(yùn)轉(zhuǎn)
②定滑輪左側(cè)連接滑塊的細(xì)繩必須水平
(3)開(kāi)啟電源,應(yīng)使皮帶輪上方的傳送帶向 (填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng),此時(shí)滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力方向?yàn)樗较? (填“左”或“右”)。讀出電子秤的示數(shù)G3,此時(shí)滑塊所受滑動(dòng)摩擦力大小F= (用測(cè)得的物理量表示)。
3.(2023?樂(lè)山)用如圖所示的裝置做“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)。
(1)圖中兩次實(shí)驗(yàn)探究的是滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面 (選填“所受壓力”或“粗糙程度”)的關(guān)系。
(2)上述實(shí)驗(yàn)所探究的影響因素與下列實(shí)例不符合的是 。
A.汽車(chē)輪胎刻有花紋
B.冰壺運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員“刷冰”
C.打羽毛球時(shí)握緊球拍
D.體操運(yùn)動(dòng)員手上涂抹防滑粉
4.(2023?邵陽(yáng))順順與利利同學(xué)在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”時(shí),作了如下猜想:
A.可能與接觸的粗糙程度有關(guān)
B.可能與壓力的大小有關(guān)
順順同學(xué)考慮到在實(shí)際操作中很難控制彈簧測(cè)力計(jì)和滑塊一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),于是進(jìn)行了改進(jìn):
(1)如圖甲,在小桶內(nèi)裝入適量的沙子,使滑塊恰好在水平木板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),為了測(cè)出滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小,應(yīng)測(cè)量 的重力。
(2)如圖乙,在滑塊上加砝碼,發(fā)現(xiàn)需要裝入更多的沙子,滑塊才能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了猜想 (選填“A”或“B”)是正確的。
(3)利利同學(xué)覺(jué)得用鉤碼代替小桶和沙子可以簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作步驟,他這么做 (選填“能”或“不能”)達(dá)到目的。
5.(2023?宜昌)小勇利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素,在水平桌面邊緣固定一個(gè)定滑輪,將彈簧測(cè)力計(jì)在豎直方向調(diào)零后如圖固定。在桌面放置一塊長(zhǎng)木板,將一個(gè)長(zhǎng)方體木塊平放在長(zhǎng)木板上,通過(guò)細(xì)線(xiàn)繞過(guò)定滑輪與測(cè)力計(jì)相連,并保持細(xì)線(xiàn)的AB段豎直、BC段水平。水平向左拉動(dòng)長(zhǎng)木板,木塊相對(duì)于桌面保持靜止,不計(jì)細(xì)線(xiàn)的重力和滑輪處的摩擦力。
(1)圖中木塊受到滑動(dòng)摩擦力的方向?yàn)? ,根據(jù) 可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為木塊受到滑動(dòng)摩擦力的大小。
(2)拉動(dòng)長(zhǎng)木板向左運(yùn)動(dòng)時(shí) (選填“需要”或“不需要”)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
(3)在探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小的關(guān)系時(shí),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(cè)力計(jì)的示數(shù)變大了。由此得出壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大的結(jié)論,請(qǐng)你對(duì)他的實(shí)驗(yàn)做法進(jìn)行評(píng)估: 。
6.(2023?泰安)在“探究影響滑動(dòng)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(dòng)木塊,測(cè)量滑動(dòng)摩擦力,這樣操作是 (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的。
(2)小明提出如下猜想:A.滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān);B.滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)。小明以v1的速度勻速拉動(dòng)木塊,進(jìn)行了正確的實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程如下所示。
比較圖 兩次實(shí)驗(yàn),可驗(yàn)證猜想A;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v2的速度勻速拉動(dòng)木塊再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知v2>v1,木塊重4N,砝碼共重2N,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.4N,此時(shí),毛巾對(duì)木塊的摩擦力為 N。
7.(2022?河北)小明在做“研究影響摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí),利用一套器材依次完成如圖所示的實(shí)驗(yàn),其中甲、乙圖中長(zhǎng)木板正面朝上,丙圖中長(zhǎng)木板反面朝上,長(zhǎng)木板的反面比正面粗糙。
(1)小明提出如下猜想:①滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān);②滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)。如果小明要驗(yàn)證猜想①,他應(yīng)該選擇 兩圖所示的實(shí)驗(yàn)來(lái)操作;如果小明要驗(yàn)證猜想②,他應(yīng)該選擇 兩圖所示的實(shí)驗(yàn)來(lái)操作。
(2)實(shí)驗(yàn)中,小明用彈簧測(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(xiàn)運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力與木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小相等,這是利用了 的知識(shí)。
(3)小明分別對(duì)猜想①②進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在圖甲、丙實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為0.8N、1.2N,在圖乙實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖丁所示,示數(shù)為 N。
小明多次實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論:接觸面所受的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(4)許多情況下摩擦是有用的,人們常常設(shè)法增大它。請(qǐng)寫(xiě)出一個(gè)通過(guò)增加接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦的實(shí)例: 。
(5)實(shí)驗(yàn)后,小明和同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了交流,改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案,設(shè)計(jì)了如圖戊所示的實(shí)驗(yàn)裝置:將彈簧測(cè)力計(jì)固定不動(dòng)、木塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上,不拉木塊,改為拉動(dòng)長(zhǎng)木板,使長(zhǎng)木板與木塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)。再次驗(yàn)證了猜想①②得出相同結(jié)論。針對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn),同學(xué)們提出了以下觀點(diǎn),其中不正確的是 (選填序號(hào))。
A.改進(jìn)后,拉動(dòng)長(zhǎng)木板時(shí)不必保持勻速運(yùn)動(dòng),更易于操作
B.改進(jìn)后,測(cè)力計(jì)示數(shù)較穩(wěn)定,容易讀出正確的數(shù)值
C.改進(jìn)后,木塊穩(wěn)定時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力小于彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力
8.(2022?牡丹江)【科學(xué)設(shè)計(jì),勤于實(shí)踐】冬天,小雪看到防滑鞋的鞋底很粗糙,這可能會(huì)增大鞋與路面間的摩擦,她通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。
(1)如圖甲所示,小雪用彈簧測(cè)力計(jì)在木板上拉動(dòng)長(zhǎng)方體木塊時(shí),很難做到勻速拉動(dòng),她對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn),如圖乙所示,其優(yōu)點(diǎn)是 。
(2)小雪利用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置,分別改變接觸面粗糙程度、接觸面的大小和木塊對(duì)木板的壓力,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn),讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),記錄在下表中。
①比較1和3兩次實(shí)驗(yàn),初步得到的結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小與 無(wú)關(guān)。
②比較 兩次實(shí)驗(yàn),初步得到的結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)。
③比較1和2兩次實(shí)驗(yàn),初步得到結(jié)論: 。
(3)通過(guò)探究,小雪知道了防滑鞋是通過(guò)改變 增大與路面間的摩擦。
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.(2023?西寧)小寧和同學(xué)們?cè)凇把芯坑绊懟瑒?dòng)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(cè)力計(jì)、長(zhǎng)方體木塊、砝碼、長(zhǎng)木板和毛巾,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示。
(1)實(shí)驗(yàn)中,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)長(zhǎng)方體木塊,沿長(zhǎng)木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),根據(jù) 知識(shí)可知,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力與木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小 。
(2)第一次測(cè)量過(guò)程中彈簧測(cè)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(dòng)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(zhǎng)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)。
11.(2023?攀枝花)小文同學(xué)在做“探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行了如下的改進(jìn)。
如圖甲所示,長(zhǎng)、寬、高均不相同的長(zhǎng)方體木塊,上表面比下表面更為粗糙,放在由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水平傳送帶上,通過(guò)水平細(xì)繩,繞過(guò)定滑輪與豎直懸掛的彈簧測(cè)力計(jì)相連。
(1)請(qǐng)畫(huà)出電機(jī)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后木塊在水平方向上的受力示意圖,并標(biāo)注力的符號(hào)。
(2)若某次實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示,則木塊所受摩擦力的大小為 N。
(3)先后用上、下表面貼放在傳送帶上,在木塊上放不同質(zhì)量的砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn),繪制出摩擦力與壓力之間的關(guān)系圖象如圖丙所示。由圖象可知,滑動(dòng)摩擦力的大小不僅與壓力大小有關(guān),還與 有關(guān);當(dāng)較粗糙的上表面貼放在傳送帶上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)圖象應(yīng)為 (選填圖象編號(hào))。
(4)本實(shí)驗(yàn)采用傳送帶的好處是 (答出一條即可)。
12.(2023?青島)冰壺運(yùn)動(dòng)被稱(chēng)為“冰上圍棋”,比賽充滿(mǎn)了智慧。冰壺比賽時(shí),運(yùn)動(dòng)員有時(shí)要不斷地擦冰,這是為了改變冰壺受到的滑動(dòng)摩擦力。為此,小蘭和小海一起對(duì)影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素進(jìn)行探究。
(1)小蘭和小海分別采用如圖甲、乙所示方式,使木塊沿水平長(zhǎng)木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小Ff1與彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)相等的是圖 的方式,依據(jù)的是 知識(shí)。
(2)按圖甲的做法,在木塊上加放砝碼,改變木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力,測(cè)出此種情況下的滑動(dòng)摩擦力Ff2,發(fā)現(xiàn)Ff2>Ff1。這說(shuō)明接觸面受到的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越 。換用材料相同但表面更粗糙的長(zhǎng)木板,保持木塊上的砝碼不變,測(cè)出此種情況下的滑動(dòng)摩擦力Ff3,發(fā)現(xiàn)Ff3>Ff2。這說(shuō)明接觸面越 ,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)冰壺運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中不斷地擦冰,這是通過(guò)改變接觸面的粗糙程度來(lái) 摩擦的,目的是使冰壺在冰面上運(yùn)動(dòng)的距離更 一些。
13.(2023?福建)如圖是探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)情景。
(1)將木塊平放在水平木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使木塊做 運(yùn)動(dòng)。
(2)由圖甲可知:此時(shí)木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為 N。
(3)由圖乙和圖丙可知:在其他條件相同的情況下,壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越 。
(4)本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因是: 。(寫(xiě)一條即可)
14.(2023?自貢)某興趣小組在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”時(shí),用同一木塊分別做了如圖所示的甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)。
(1)甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中以相同速度沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊,根據(jù)二力平衡知識(shí),彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力大小 滑動(dòng)摩擦力的大?。ㄟx填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)通過(guò)對(duì)比甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可知:在接觸面的粗糙程度相同時(shí), 越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)通過(guò)對(duì)比 兩次實(shí)驗(yàn)可知:在壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(4)興趣小組的同學(xué)利用甲圖實(shí)驗(yàn)裝置繼續(xù)探究滑動(dòng)摩擦力與速度的關(guān)系,改變拉動(dòng)木塊的速度,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度 (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”);
(5)小組交流討論時(shí)發(fā)現(xiàn):在實(shí)驗(yàn)中很難使木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),于是小偉設(shè)計(jì)了如圖丁所示的實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置的優(yōu)點(diǎn)是 長(zhǎng)木板B做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(選填“需要”或“不需要”)。
15.(2023?德陽(yáng))小明同學(xué)的學(xué)習(xí)小組做“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)。他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,進(jìn)行了下面的操作步驟:
(1)沿水平方向 拉動(dòng)木塊可測(cè)出滑動(dòng)摩擦力大小。
(2)在木塊上添加砝碼,重復(fù)(1),發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與木塊對(duì)接觸面的 大小有關(guān);在長(zhǎng)木板上分別鋪上毛巾和棉布,進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn),這是為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的 有關(guān)。
16.(2023?雅安)小雨在做“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí),結(jié)合生活中的現(xiàn)象,猜想影響滑動(dòng)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1甲所示,將一個(gè)木塊放在水平長(zhǎng)木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向 拉動(dòng),根據(jù) 可知滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)如圖1乙所示,在木塊上放一個(gè)重物,重復(fù)上面的操作。比較甲、乙兩圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),可探究滑動(dòng)摩擦力大小與 的關(guān)系。
(3)如圖1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(shí), ,滑動(dòng)摩擦力越大。
(4)小雨猜想滑動(dòng)摩擦力大小還與速度大小有關(guān)。她設(shè)計(jì)了如圖2甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,傳送帶速度可以自由調(diào)節(jié),物塊始終相對(duì)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(shí)間(v﹣t)和拉力與時(shí)間(F﹣t)的關(guān)系圖象。分析圖2乙、丙兩圖可知,滑動(dòng)摩擦力的大小與物體相對(duì)傳送帶運(yùn)動(dòng)速度的大小 (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”),理由是:
。
17.(2023?陜西)如圖,是“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)。
(1)本次實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)在 方向上對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行調(diào)零。
(2)如圖﹣1,沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木塊受到的拉力大小 (選填“大于”“小于”或“等于”)木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小。
(3)如圖﹣1,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做速度大小不同的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的大小 (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。
(4)如圖﹣2,在木塊上加放鉤碼,沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。改變鉤碼的數(shù)量,多次實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論:其他條件一定時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越 。
18.(2023?丹東)在“研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,小潘同學(xué)選擇了三塊粗糙程度不同的長(zhǎng)木板、一個(gè)木塊、質(zhì)量相等的砝碼若干、一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖所示,將木塊放在水平長(zhǎng)木板上,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),根據(jù) 知識(shí)可知,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
(2)小潘經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)獲得下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
①分析表中 三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出在接觸面粗糙程度相同的情況下,壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越 ;
②分析表中2、4、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出在 相同的情況下,接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0.5N時(shí),木塊未被拉動(dòng),此時(shí)木塊受到的摩擦力 0.5N。
(選填“大于”“小于”或“等于”)
(4)體操運(yùn)動(dòng)員上器械前,會(huì)在手上涂防滑粉,這是通過(guò)增大 來(lái)增大摩擦力。
19.(2023?遼寧)小丹選取了兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線(xiàn)、棉布、木板、重為10N和15N的兩個(gè)木塊(表面粗糙程度相同)等器材,探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)。
(1)小丹水平勻速直線(xiàn)拉動(dòng)木塊,利用 條件可知木塊所受摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。她分別做了如圖甲、乙、丙所示三次實(shí)驗(yàn)。
①分析甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),可以得出接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力 的結(jié)論;
②分析甲、丙兩次實(shí)驗(yàn),可以得出壓力相同時(shí),接觸面 ,滑動(dòng)摩擦力越大的結(jié)論;
③小丹從上述實(shí)驗(yàn)聯(lián)想到生活中瓶蓋上設(shè)計(jì)了花紋,可用 (填“①”或“②”)的結(jié)論進(jìn)行解釋。
(2)她想繼續(xù)探究滑動(dòng)摩擦力大小與物體的重力大小是否有關(guān),利用圖甲實(shí)驗(yàn)做對(duì)比分析,又設(shè)計(jì)了如圖丁所示的實(shí)驗(yàn),使彈簧測(cè)力計(jì)A始終保持豎直狀態(tài),并調(diào)整高度,使其示數(shù)為 N,拉動(dòng)木板,當(dāng)木塊相對(duì)于地面靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)為1N,分析可得滑動(dòng)摩擦力大小與物體重力大小 。
20.(2023?遼寧)小智發(fā)現(xiàn)媽媽購(gòu)買(mǎi)的防滑地墊的A面比B面更粗糙,為了比較A、B兩個(gè)面的防滑性,小智利用商家贈(zèng)送的小塊地墊樣品和彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行了下列探究:
(1)如圖甲、乙,分別將B、A面與同一水平地面接觸,用彈簧測(cè)力計(jì)水平 拉動(dòng)小塊地墊,根據(jù) 原理可知滑動(dòng)摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)。
(2)小智發(fā)現(xiàn)完成甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的滑動(dòng)摩擦力都很小,比較不出A、B兩個(gè)面的防滑性,于是又找來(lái)一個(gè)鐵塊,在原水平地面上進(jìn)行了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)當(dāng)接觸面粗糙程度相同時(shí), 越大,滑動(dòng)摩擦力越 。
(3)為了完成探究,保持其他條件不變,在丙圖實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上小智只將 ,測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小為2.2N,通過(guò)與丙圖實(shí)驗(yàn)測(cè)得的滑動(dòng)摩擦力相比,選擇地墊 (填“A”或“B”)面鋪在地面上,能更有效地防止地墊在地面上滑動(dòng)。
21.(2023?青海)某興趣小組在“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”時(shí)的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)該實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于:不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)木板也能測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小,原因是木塊B相對(duì)桌面始終處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體B受到的 力的大小,該實(shí)驗(yàn)的原理是 (選填“二力平衡”或“受力不平衡”);
(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:
①對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和2:在接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力 (選填“越大”或“越小”),滑動(dòng)摩擦力越大;
②對(duì)比實(shí)驗(yàn) :在接觸面所受的壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力 (選填“越大”或“越小”);
③本實(shí)驗(yàn)除了轉(zhuǎn)換法,還使用的物理實(shí)驗(yàn)方法是 ;
(3)同學(xué)們還想探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積是否有關(guān),于是將木塊B沿豎直方向切去一半,這種做法不合理。請(qǐng)說(shuō)明理由: 。
22.(2023?吉林)在“研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,將木塊放在水平木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
(1)甲圖中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為 N,根據(jù) 原理可得,此時(shí)木塊受到的滑動(dòng)摩擦力與木塊受到的拉力大小相等。
(2)比較甲、乙兩圖可得:在接觸面粗糙程度相同時(shí), 越大,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)通過(guò)比較 兩圖可探究:滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系。
23.(2023?長(zhǎng)沙)小明家的舊沙發(fā)墊容易滑落,為此媽媽更換了一塊背面有防滑顆粒的新沙發(fā)墊,小明把背面朝上的新、舊沙發(fā)墊固定在水平面上,用如圖所示的方法測(cè)量同一本書(shū)在沙發(fā)墊上滑行時(shí)受到的摩擦力。
(1)小明應(yīng)使書(shū)在沙發(fā)墊上做 運(yùn)動(dòng),對(duì)比兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可知:壓力相同時(shí),增大 可以增大滑動(dòng)摩擦力;
(2)在圖甲的書(shū)本上疊放一本書(shū),重做圖甲所示的實(shí)驗(yàn),可以探究滑動(dòng)摩擦力大小與 的關(guān)系。
24.(2023?天津)同學(xué)們?cè)谟^看冰壺比賽時(shí),發(fā)現(xiàn)了如下兩個(gè)現(xiàn)象:
現(xiàn)象一:運(yùn)動(dòng)員蹬冰腳的鞋底為橡膠制成,滑行腳的鞋底為塑料制成。
現(xiàn)象二:運(yùn)動(dòng)員蹬冰時(shí)要用力。
他們認(rèn)為上述現(xiàn)象與摩擦力的知識(shí)有關(guān),于是提出了“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的問(wèn)題,并進(jìn)行了如下探究。
【猜想與假設(shè)】根據(jù)同學(xué)們的發(fā)現(xiàn),猜想滑動(dòng)摩擦力的大小可能與 和 有關(guān)。
【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板勻速滑動(dòng),測(cè)出木塊受到的滑動(dòng)摩擦力。進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),如圖所示。
【分析與論證】
(1)甲圖中,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為 N。
(2)對(duì)比乙、丙兩圖,可得結(jié)論: 。
(3)許多情況下摩擦是有用的,人們常常設(shè)法增大它。請(qǐng)列舉在冰壺運(yùn)動(dòng)中增大摩擦的措施,并利用實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行解釋。(至少寫(xiě)出一例) 。
25.(2022?荊州)為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān),小明同學(xué)在如圖所示的情景中,沿水平方向勻速拉動(dòng)水平桌面上的木塊,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示。
(1)能夠用彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示摩擦力的大小是根據(jù) 的原理。
(2)小明同學(xué)剛開(kāi)始拉木塊時(shí),木塊沒(méi)有被拉動(dòng),則木塊所受摩擦力的大小 (選填“大于”“小于”或“等于”)拉力的大小。
(3)甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)是為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小與 有關(guān)。
(4)在圖丙所示的情景中拉力增大為4N時(shí),木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小為 N。
(5)實(shí)驗(yàn)完成后,同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),如圖丁所示。水平拉動(dòng)木板向左運(yùn)動(dòng),A彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5.8N,B彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.6N,則木塊受到的摩擦力方向?yàn)樗较? (選填“左”或“右”),木板與木塊之間的摩擦力大小為 N。
26.(2022?郴州)小明探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素時(shí)選取的實(shí)驗(yàn)器材有:彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)、木塊一個(gè)、砝碼若干、毛巾、棉布各一條。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,改變實(shí)驗(yàn)條件用彈簧測(cè)力計(jì)多次拉著木塊在水平面上運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表:
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,為了使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力的大小,根據(jù) 的原理,應(yīng)該沿水平方向 拉動(dòng)木塊;
(2)第二次實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖乙所示,則此時(shí)木塊受到滑動(dòng)摩擦力的大小為 N;
(3)對(duì)比第1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小跟 有關(guān);
(4)對(duì)比第 兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面粗糙程度有關(guān)。
27.(2022?黃石)實(shí)驗(yàn)小組利用如圖①所示的裝置探究“滑動(dòng)摩擦力的大小和哪些因素有關(guān)”:用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊在桌面上做 運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)就等于木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小。下面是小組成員的4個(gè)猜想以及操作方案:
(1)在木塊上放置不同數(shù)量的砝碼,可以改變木塊和桌面之間的 ,進(jìn)而觀察滑動(dòng)摩擦力的變化;
(2)木塊的速度會(huì)影響滑動(dòng)摩擦力嗎?小軍想用測(cè)力計(jì)加速拉動(dòng)木塊,測(cè)得不同速度時(shí)的測(cè)力計(jì)的示數(shù),比較摩擦力。你認(rèn)為是否可行? ,理由是此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù) 木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大?。ㄟx填“<”、“=”或“>”);
(3)接觸面積的大小會(huì)影響滑動(dòng)摩擦力嗎?小方想通過(guò)豎著切割木塊來(lái)改變接觸面積,如圖②所示。你認(rèn)為是否可行? ,理由是 。
(4)小紅聯(lián)想到“雨天路滑”,猜想:除了接觸面材料,接觸面上有水沒(méi)水,也能影響滑動(dòng)摩擦力。她在桌面上注水后再做方案(1),發(fā)現(xiàn)多次測(cè)出的滑動(dòng)摩擦力比沒(méi)有注水時(shí) (選填“大”或“小”)。小組通過(guò)一起討論和查閱資料知道:在木塊和桌面之間形成的一層水膜充當(dāng)了潤(rùn)滑劑。
拓展應(yīng)用:汽車(chē)輪胎上有深淺不一的橫紋和縱紋,如果有小石子嵌入較深的花紋中,一定要及時(shí)清理。請(qǐng)你結(jié)合以上研究結(jié)果分析原因: 。
28.(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 。
29.(2022?廣元)在研究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下探究:
(1)為了測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小,實(shí)驗(yàn)小組組裝了如圖甲所示的裝置。實(shí)驗(yàn)中,水平拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),使木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù) (選填“大于”“等于”或“小于”)木塊受到滑動(dòng)摩擦力的大小,其中依據(jù)的實(shí)驗(yàn)原理是 。
(2)上述實(shí)驗(yàn)中,拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),容易出現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定的現(xiàn)象,為了解決這個(gè)問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置:粗糙程度均勻的長(zhǎng)布條放在水平桌面上,木塊放在長(zhǎng)布條上,彈簧測(cè)力計(jì)一端固定,另一端與木塊相連,且保持水平狀態(tài)。
①將一個(gè)重力G=2N的木塊放在長(zhǎng)布條上,一位同學(xué)水平向左拉動(dòng)長(zhǎng)布條,另一位同學(xué)在木塊相對(duì)桌面 時(shí),記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F。
②再將相同的木塊逐次逐個(gè)疊放在木塊上,多次實(shí)驗(yàn),并將數(shù)據(jù)填入下表中:
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,在接觸面粗糙程度相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小成 。
30.(2023?濟(jì)南)小剛注意到很多公共場(chǎng)所都有類(lèi)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(wèn)題,他找來(lái)長(zhǎng)條形地板磚、運(yùn)動(dòng)鞋、彈簧測(cè)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(cè)出鞋子與地板磚間滑動(dòng)摩擦力的大小,小剛把長(zhǎng)條形地板磚放在水平桌面上,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉著鞋子在地板磚上做 運(yùn)動(dòng)。根據(jù) 可知,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就等于滑動(dòng)摩擦力的大小。
(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(guò)實(shí)驗(yàn)得到表中的數(shù)據(jù)。
請(qǐng)描點(diǎn),并用平滑曲線(xiàn)畫(huà)出摩擦力f與噴霧次數(shù)的關(guān)系圖象。
(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(shuō):“我知道超市里的收銀員清點(diǎn)鈔票時(shí)為什么手邊總放一塊濕海綿了。”小剛說(shuō):“你上次數(shù)作業(yè)本的頁(yè)數(shù)時(shí),還往手上沾唾液呢!”在這兩個(gè)實(shí)例中,都是通過(guò)改變接觸面的潮濕程度來(lái) 的。
(5)駕車(chē)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(qǐng)針對(duì)這一現(xiàn)象為公路旁的警示牌設(shè)計(jì)一條警示語(yǔ)以提醒駕駛員謹(jǐn)慎駕駛。 。
實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
實(shí)驗(yàn)條件
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)
F/N
壓力情況
接觸面粗糙程度
接觸面的大小
1
木塊
木板表面
平放
0.4
2
木塊
棉布表面
平放
0.8
3
木塊
木板表面
側(cè)放
0.4
4
木塊和砝碼
木板表面
平放
0.6
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
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
運(yùn)動(dòng)速度(m/s)
0.3
0.4
0.5
0.6
測(cè)力計(jì)的示數(shù)(N)
1.2
1.2
1.2
1.2
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
實(shí)驗(yàn)條件
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N
1
木塊
長(zhǎng)木板
0.8
2
木塊上放1個(gè)砝碼
長(zhǎng)木板
1.0
3
木塊上放2個(gè)砝碼
長(zhǎng)木板
1.2
4
木塊上放1個(gè)砝碼
粗糙長(zhǎng)木板
1.3
5
木塊上放1個(gè)砝碼
更粗糙長(zhǎng)木板
1.7
實(shí)驗(yàn)
接觸面
壓力情況
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N
1
木板面
木塊
3.3
2
木板面
木塊+砝碼
4.5
3
毛巾面
木塊
5.1
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
桌面上所墊材料
木塊上所放砝碼質(zhì)量(g)
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)(N)
1
毛巾
50g
1.8
2
毛巾
100g
3
棉布
100g
2.0
木塊的重力G/N
2
4
6
8
10
彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N
0.8
1.6
2.4
3.2
4.0
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
實(shí)驗(yàn)09 探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素
基礎(chǔ)考點(diǎn)梳理
1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方?br>(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊懟瑒?dòng)摩擦力大小的因素。
(2)實(shí)驗(yàn)原理:二力平衡的條件。
(3)實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法。
2. 實(shí)驗(yàn)器材及圖像:木塊(有拉環(huán))、彈簧測(cè)力計(jì)、長(zhǎng)木板、毛巾、砝碼、水平桌面
(1)長(zhǎng)木板和毛巾:改變接觸面粗糙程度。
(2)木塊(有拉環(huán)):實(shí)驗(yàn)對(duì)象。
(3)彈簧測(cè)力計(jì):拉動(dòng)木塊勻速運(yùn)動(dòng)。
(4)砝碼:改變木塊對(duì)水平桌面的壓力。
3. 實(shí)驗(yàn)步驟
步驟①用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板滑動(dòng),從而測(cè)出木塊與長(zhǎng)木板之間的滑動(dòng)摩擦力。
步驟②在木塊上面放一個(gè)砝碼,改變木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力,測(cè)出此種情況下的摩擦力。
步驟③把毛巾鋪在長(zhǎng)木板上面,保持木塊上的砝碼不變,測(cè)出此種情況下的摩擦力。
4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力有關(guān),接觸面受到的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大。
(2)滑動(dòng)摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關(guān),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
5. 實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充
(1)摩擦力產(chǎn)生的條件
物體之間產(chǎn)生摩擦力必須要具備以下三個(gè)條件。
第一:兩物體相互接觸。
第二:接觸面粗糙。
第三:兩物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
(2)摩擦力的種類(lèi)和應(yīng)用
①滑動(dòng)摩擦:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力。
②滾動(dòng)摩擦:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體上發(fā)生滾動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力。
③靜摩擦力:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但它們之間處于相對(duì)靜止時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。
(3)增大有益摩擦的方法
①增大接觸面的粗糙程度,如汽車(chē)輪胎做上花紋。
②增大壓力,如騎自行車(chē)捏閘的力越大,摩擦力越大。
③變滾動(dòng)為滑動(dòng),如汽車(chē)急剎車(chē)時(shí)車(chē)只滑不滾。
④變濕摩擦為干摩擦。
(4)減小有害摩擦的方法
①使接觸面變光滑。
②減小壓力。
③用滾動(dòng)代替滑動(dòng)。
④使接觸面分離。
⑤變干摩擦為濕摩擦。
6.??紝?shí)驗(yàn)問(wèn)題
(1)如圖甲所示用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊在 勻速直線(xiàn) 運(yùn)動(dòng),根據(jù) 二力平衡 原理,木塊在長(zhǎng)木板上受到的滑動(dòng)摩擦力與彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力是一對(duì) 平衡力 。
(2)由于影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素可能有多個(gè),在探究某一因素對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響時(shí),應(yīng)該采用的研究方法是 控制變量 法。
(3)比較圖乙兩次實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論為: 接觸面粗糙程度一定時(shí),壓力越大 ,滑動(dòng)摩擦力越大。
(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,木塊的溫度升高,是通過(guò) 做功 (選填“做功”或“熱傳遞”)的方式改變了木塊的內(nèi)能。
(5)分別以速度v1和v2(v1>v2)在同一表面勻速直線(xiàn)拉動(dòng)木塊,通過(guò)相同的路程,兩次拉力所做功的關(guān)系為:W1 = W2(填“<”、“>”或“=”)。
(6)測(cè)量摩擦力大小是依據(jù): 二力平衡 的知識(shí)來(lái)進(jìn)行的。
(7)驗(yàn)中出現(xiàn)誤差的原因:用手拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),很難控制勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),可以讓彈簧測(cè)力計(jì)一端固定,另一端勾住木塊,將木塊水平放置在長(zhǎng)木板上,然后直接如圖所示拖動(dòng)長(zhǎng)木板,從而讀出示數(shù);
(8)轉(zhuǎn)換法應(yīng)用:通過(guò)拉力的大小來(lái)反映摩擦力的大小。
(9)實(shí)驗(yàn)還可研究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面大小、運(yùn)動(dòng)速度,拉力大小等無(wú)關(guān)。
(10)實(shí)驗(yàn)需要多次測(cè)量,得出多組數(shù)據(jù)的目的是:避免實(shí)驗(yàn)偶然性,得出普遍規(guī)律。
精選真題匯編
1.(2023?恩施州)如圖所示,用長(zhǎng)木板、木塊在水平桌面上,做探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)。
(1)該實(shí)驗(yàn)中測(cè)量滑動(dòng)摩擦力大小的原理是 二力平衡 ,必需的測(cè)量工具是 彈簧測(cè)力計(jì) ;
(2)要改變木塊對(duì)接觸面的壓力,一般是通過(guò) 在木塊上加鉤碼 來(lái)實(shí)現(xiàn)。
【答案】(1)二力平衡;彈簧測(cè)力計(jì);(2)在木塊上加鉤碼。
【解答】解:(1)該實(shí)驗(yàn)中測(cè)量滑動(dòng)摩擦力大小的原理是二力平衡,必需的測(cè)量工具是彈簧測(cè)力計(jì);
(2)要改變木塊對(duì)接觸面的壓力,一般是通過(guò)在木塊上加鉤碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。
故答案為:(1)二力平衡;彈簧測(cè)力計(jì);(2)在木塊上加鉤碼。
2.(2023?株洲)某同學(xué)利用圖示裝置測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小。水平傳送帶由微型電動(dòng)機(jī)控制其運(yùn)轉(zhuǎn),連接滑塊和壓塊的細(xì)繩自然拉直,事先用電子秤分別測(cè)出滑塊和壓塊的重力G1和G2。
(1)此裝置中定滑輪的作用是改變力的 方向 (填“大小”或“方向”)。
(2)本實(shí)驗(yàn)除了要保證壓塊在電子秤上保持靜止外,還需控制的條件是 ② (填“①”或“②”)。
①水平傳送帶必須勻速運(yùn)轉(zhuǎn)
②定滑輪左側(cè)連接滑塊的細(xì)繩必須水平
(3)開(kāi)啟電源,應(yīng)使皮帶輪上方的傳送帶向 左 (填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng),此時(shí)滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力方向?yàn)樗较? 左 (填“左”或“右”)。讀出電子秤的示數(shù)G3,此時(shí)滑塊所受滑動(dòng)摩擦力大小F= G2﹣G3 (用測(cè)得的物理量表示)。
【答案】(1)方向;(2)②;(3)左;左;G2﹣G3。
【解答】解:(1)定滑輪的作用是改變力的方向;
(2)本實(shí)驗(yàn)中,要保證壓塊在電子秤上保持靜止,還需保證滑塊所受的滑動(dòng)摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力,則二力應(yīng)該在水平方向上,所以還需控制的條件是定滑輪左側(cè)連接滑塊的細(xì)繩必須水平,故選②;
(3)皮帶輪上的傳送帶應(yīng)向左運(yùn)動(dòng),滑塊相對(duì)于傳送帶向右運(yùn)動(dòng),滑塊受到的摩擦力水平向左;
滑塊相對(duì)于地面靜止,故拉力大小等于摩擦力大小,對(duì)壓塊受力分析,拉力等于壓塊的重力減去電子秤的示數(shù),即F=G2﹣G3。
故答案為:(1)方向;(2)②;(3)左;左;G2﹣G3。
3.(2023?樂(lè)山)用如圖所示的裝置做“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)。
(1)圖中兩次實(shí)驗(yàn)探究的是滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面 粗糙程度 (選填“所受壓力”或“粗糙程度”)的關(guān)系。
(2)上述實(shí)驗(yàn)所探究的影響因素與下列實(shí)例不符合的是 C 。
A.汽車(chē)輪胎刻有花紋
B.冰壺運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員“刷冰”
C.打羽毛球時(shí)握緊球拍
D.體操運(yùn)動(dòng)員手上涂抹防滑粉
【答案】(1)粗糙程度;(2)C。
【解答】解:(1)由圖可知,兩次實(shí)驗(yàn)的壓力相同,接觸面不同,一次是毛巾,一次是木板,說(shuō)明兩次實(shí)驗(yàn)探究的是滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系;
(2)A、汽車(chē)輪胎刻有花紋,是在壓力一定的情況下,通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦,故A不符合題意;
B、冰壺運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員“刷冰”,是在壓力一定的情況下,通過(guò)減小接觸面的粗糙程度來(lái)減小摩擦,故B不符合題意;
C、打羽毛球時(shí)握緊球拍,是在接觸面粗糙程度相同的情況下,通過(guò)增大壓力來(lái)增大摩擦,故C符合題意;
D、體操運(yùn)動(dòng)員手上涂抹防滑粉,是在壓力一定的情況下,通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦,故D不符合題意。
故選:C。
故答案為:(1)粗糙程度;(2)C。
4.(2023?邵陽(yáng))順順與利利同學(xué)在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”時(shí),作了如下猜想:
A.可能與接觸的粗糙程度有關(guān)
B.可能與壓力的大小有關(guān)
順順同學(xué)考慮到在實(shí)際操作中很難控制彈簧測(cè)力計(jì)和滑塊一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),于是進(jìn)行了改進(jìn):
(1)如圖甲,在小桶內(nèi)裝入適量的沙子,使滑塊恰好在水平木板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),為了測(cè)出滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小,應(yīng)測(cè)量 小桶和沙子 的重力。
(2)如圖乙,在滑塊上加砝碼,發(fā)現(xiàn)需要裝入更多的沙子,滑塊才能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了猜想 B (選填“A”或“B”)是正確的。
(3)利利同學(xué)覺(jué)得用鉤碼代替小桶和沙子可以簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作步驟,他這么做 不能 (選填“能”或“不能”)達(dá)到目的。
【答案】(1)桶和沙子;(2)B; (3)不能。
【解答】解:(1)在小桶內(nèi)裝入適量的沙子,滑塊恰好在水平木板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),此時(shí)滑塊在水平方向上受到平衡力的作用,受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力,由于使用的是定滑輪,所以拉力的大小等于小桶和沙子的總重力,為測(cè)量滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小,應(yīng)測(cè)量小桶和沙子的總重力的大??;
(2)如圖乙,在滑塊上加砝碼,增大了接觸面的壓力,發(fā)現(xiàn)需要裝入更多的沙子,滑塊才能做勻速直線(xiàn)運(yùn),增大了接觸面的壓力,滑動(dòng)摩擦力變大。比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了猜想B是正確的;
(3)用鉤碼替代沙桶,由于鉤碼不能連續(xù)改變拉力大小,很難使滑塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),摩擦力可能無(wú)法測(cè)量,不能達(dá)到目的。
故答案為:(1)桶和沙子;(2)B; (3)不能。
5.(2023?宜昌)小勇利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素,在水平桌面邊緣固定一個(gè)定滑輪,將彈簧測(cè)力計(jì)在豎直方向調(diào)零后如圖固定。在桌面放置一塊長(zhǎng)木板,將一個(gè)長(zhǎng)方體木塊平放在長(zhǎng)木板上,通過(guò)細(xì)線(xiàn)繞過(guò)定滑輪與測(cè)力計(jì)相連,并保持細(xì)線(xiàn)的AB段豎直、BC段水平。水平向左拉動(dòng)長(zhǎng)木板,木塊相對(duì)于桌面保持靜止,不計(jì)細(xì)線(xiàn)的重力和滑輪處的摩擦力。
(1)圖中木塊受到滑動(dòng)摩擦力的方向?yàn)? 水平向左 ,根據(jù) 二力平衡 可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為木塊受到滑動(dòng)摩擦力的大小。
(2)拉動(dòng)長(zhǎng)木板向左運(yùn)動(dòng)時(shí) 不需要 (選填“需要”或“不需要”)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
(3)在探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小的關(guān)系時(shí),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(cè)力計(jì)的示數(shù)變大了。由此得出壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大的結(jié)論,請(qǐng)你對(duì)他的實(shí)驗(yàn)做法進(jìn)行評(píng)估: 該方案不正確;實(shí)驗(yàn)中換用質(zhì)量較大的木塊時(shí),沒(méi)有控制接觸面的粗糙程度不變 。
【答案】(1)水平向左;二力平衡;(2)不需要;(3)該方案不正確;實(shí)驗(yàn)中換用質(zhì)量較大的木塊時(shí),沒(méi)有控制接觸面的粗糙程度不變
【解答】解:(1)木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力的作用;
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,物塊在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),此時(shí)物塊處于平衡狀態(tài),由二力平衡條件可知,滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),這用到了轉(zhuǎn)換法;
(2)研實(shí)驗(yàn)中,木塊相對(duì)地面處于靜止?fàn)顟B(tài),受到的測(cè)力計(jì)的拉力與受到摩擦力為一對(duì)平衡力,大小相等,故該方案不需要長(zhǎng)木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);
(3)滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關(guān),探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系時(shí),需要控制接觸面的粗糙程度不變,改變壓力的大??;
小勇的方案中,換用一個(gè)質(zhì)量大的木塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn),壓力的大小改變,接觸面的粗糙程度也可能會(huì)發(fā)生變化,不符合控制變量法的要求。
故答案為:(1)水平向左;二力平衡;(2)不需要;(3)該方案不正確;實(shí)驗(yàn)中換用質(zhì)量較大的木塊時(shí),沒(méi)有控制接觸面的粗糙程度不變。
6.(2023?泰安)在“探究影響滑動(dòng)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(dòng)木塊,測(cè)量滑動(dòng)摩擦力,這樣操作是 錯(cuò)誤 (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的。
(2)小明提出如下猜想:A.滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān);B.滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)。小明以v1的速度勻速拉動(dòng)木塊,進(jìn)行了正確的實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程如下所示。
比較圖 丙、丁 兩次實(shí)驗(yàn),可驗(yàn)證猜想A;比較圖 乙、丙 兩次實(shí)驗(yàn),可驗(yàn)證猜想B。
(3)如圖戊所示,小明以v2的速度勻速拉動(dòng)木塊再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知v2>v1,木塊重4N,砝碼共重2N,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.4N,此時(shí),毛巾對(duì)木塊的摩擦力為 2.4 N。
【答案】(1)錯(cuò)誤;(2)丙、??;乙、丙;(3)2.4。
【解答】解:(1)只有用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉著木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木塊在水平方向上受到平衡力的作用,根據(jù)二力平衡的條件,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于摩擦力的大小,甲圖中,彈簧測(cè)力計(jì)沿斜上方拉動(dòng)木塊,故它的示數(shù)不等于木塊所受的滑動(dòng)摩擦力,這樣操作是錯(cuò)誤的;
(2)要驗(yàn)證滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān),應(yīng)保持接觸面的粗糙程度相同,使接觸面受到壓力不同,所以應(yīng)選擇丙和丁,
要驗(yàn)證滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān),應(yīng)保持壓力相同,使接觸面的粗糙程度不同,所以應(yīng)選擇乙和丙;
(3)滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān),跟物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān),小明以v2的速度勻速拉動(dòng)木塊再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),摩擦力的大小仍等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.4N。
故答案為:(1)錯(cuò)誤;(2)丙、丁;乙、丙;(3)2.4。
7.(2022?河北)小明在做“研究影響摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí),利用一套器材依次完成如圖所示的實(shí)驗(yàn),其中甲、乙圖中長(zhǎng)木板正面朝上,丙圖中長(zhǎng)木板反面朝上,長(zhǎng)木板的反面比正面粗糙。
(1)小明提出如下猜想:①滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān);②滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)。如果小明要驗(yàn)證猜想①,他應(yīng)該選擇 甲、乙 兩圖所示的實(shí)驗(yàn)來(lái)操作;如果小明要驗(yàn)證猜想②,他應(yīng)該選擇 乙、丙 兩圖所示的實(shí)驗(yàn)來(lái)操作。
(2)實(shí)驗(yàn)中,小明用彈簧測(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(xiàn)運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力與木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小相等,這是利用了 二力平衡 的知識(shí)。
(3)小明分別對(duì)猜想①②進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在圖甲、丙實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為0.8N、1.2N,在圖乙實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖丁所示,示數(shù)為 1.0 N。
小明多次實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論:接觸面所受的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(4)許多情況下摩擦是有用的,人們常常設(shè)法增大它。請(qǐng)寫(xiě)出一個(gè)通過(guò)增加接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦的實(shí)例: 鞋底的花紋 。
(5)實(shí)驗(yàn)后,小明和同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了交流,改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案,設(shè)計(jì)了如圖戊所示的實(shí)驗(yàn)裝置:將彈簧測(cè)力計(jì)固定不動(dòng)、木塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上,不拉木塊,改為拉動(dòng)長(zhǎng)木板,使長(zhǎng)木板與木塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)。再次驗(yàn)證了猜想①②得出相同結(jié)論。針對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn),同學(xué)們提出了以下觀點(diǎn),其中不正確的是 C (選填序號(hào))。
A.改進(jìn)后,拉動(dòng)長(zhǎng)木板時(shí)不必保持勻速運(yùn)動(dòng),更易于操作
B.改進(jìn)后,測(cè)力計(jì)示數(shù)較穩(wěn)定,容易讀出正確的數(shù)值
C.改進(jìn)后,木塊穩(wěn)定時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力小于彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:(1)要驗(yàn)證滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的壓力有關(guān),應(yīng)保持接觸面的粗糙程度相同,使接觸面受到壓力不同,所以應(yīng)選擇甲和乙;
要驗(yàn)證滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān),應(yīng)保持壓力相同,使接觸面的粗糙程度不同,所以應(yīng)選擇乙和丙;
(2)用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使它沿長(zhǎng)木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木塊處于平衡狀態(tài),在水平方向受到的滑動(dòng)摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力,由二力平衡的知識(shí)可知,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力與木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小相等;
(3)由圖丁知,彈簧測(cè)力計(jì)分度值為0.1N,示數(shù)為1.0N;
(4)通過(guò)增加接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦的實(shí)例:鞋底的花紋,是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力;
(5)將彈簧測(cè)力計(jì)固定不動(dòng),易于讀數(shù),誤差小,木塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上,不拉木塊,改為使長(zhǎng)木板與木塊相對(duì)運(yùn)動(dòng),木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),水平方向受到的拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力,所以木塊受到的滑動(dòng)摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力,這樣便于操作,故AB正確,C錯(cuò)誤。
故答案為:(1)甲、乙;乙、丙;(2)二力平衡;(3)1.0;(4)鞋底的花紋;(5)C。
8.(2022?牡丹江)【科學(xué)設(shè)計(jì),勤于實(shí)踐】冬天,小雪看到防滑鞋的鞋底很粗糙,這可能會(huì)增大鞋與路面間的摩擦,她通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)。
(1)如圖甲所示,小雪用彈簧測(cè)力計(jì)在木板上拉動(dòng)長(zhǎng)方體木塊時(shí),很難做到勻速拉動(dòng),她對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn),如圖乙所示,其優(yōu)點(diǎn)是 不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)木板,方便實(shí)驗(yàn)操作 。
(2)小雪利用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置,分別改變接觸面粗糙程度、接觸面的大小和木塊對(duì)木板的壓力,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn),讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),記錄在下表中。
①比較1和3兩次實(shí)驗(yàn),初步得到的結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小與 接觸面的大小 無(wú)關(guān)。
②比較 1和4 兩次實(shí)驗(yàn),初步得到的結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)。
③比較1和2兩次實(shí)驗(yàn),初步得到結(jié)論: 壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大 。
(3)通過(guò)探究,小雪知道了防滑鞋是通過(guò)改變 接觸面的粗糙程度 增大與路面間的摩擦。
【答案】(1)不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)木板,方便實(shí)驗(yàn)操作;(2)①接觸面的大小;②1和4;③壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;(3)接觸面的粗糙程度。
【解答】解:(1)由圖示實(shí)驗(yàn)裝置可知,在乙方案中:一方面不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)木板,方便實(shí)驗(yàn)操作,另一方面,彈簧測(cè)力計(jì)固定不動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定,便于讀數(shù);
(2)①比較1、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知:壓力大小相同,接觸面的粗糙程度相同,接觸面的大小不同,滑動(dòng)摩擦力相同,可初步得到的結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的大小無(wú)關(guān);
②比較1、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知:壓力大小不同,接觸面的粗糙程度相同,接觸面的大小相同,滑動(dòng)摩擦力不同,可初步得到的結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān);
③比較1和2兩次實(shí)驗(yàn),壓力大小相同,接觸面的粗糙程度不同,接觸面的大小相同,滑動(dòng)摩擦力不同,可初步得到的結(jié)論:壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)通過(guò)探究,小雪知道了防滑鞋是通過(guò)改變接觸面的粗糙程度增大摩擦力。
故答案為:(1)不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)木板,方便實(shí)驗(yàn)操作;(2)①接觸面的大小;②1和4;③壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;(3)接觸面的粗糙程度。
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 相等 (選填“相等”或“不相等”),木塊受到的滑動(dòng)摩擦力是水平向 右 。
(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 無(wú)關(guān) (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 大 。
(4)由實(shí)驗(yàn)1、2、 3 (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 正 比;由此結(jié)論可得,實(shí)驗(yàn)6空格中的數(shù)據(jù)是 3.6 N。
【答案】(1)相等;右;(2)無(wú)關(guān);(3)大;(4)3;正;3.6。
【解答】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(xiàn)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.(2023?西寧)小寧和同學(xué)們?cè)凇把芯坑绊懟瑒?dòng)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(cè)力計(jì)、長(zhǎng)方體木塊、砝碼、長(zhǎng)木板和毛巾,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示。
(1)實(shí)驗(yàn)中,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)長(zhǎng)方體木塊,沿長(zhǎng)木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),根據(jù) 二力平衡 知識(shí)可知,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力與木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小 相等 。
(2)第一次測(cè)量過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖甲所示,F(xiàn)1= 1.2 N。
(3)比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可研究滑動(dòng)摩擦力大小與 壓力大小 的關(guān)系。
(4)比較 乙、丙 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(zhǎng)方體木塊和 砝碼 ,再添加 海綿 還可以做“探究影響壓力作用效果的因素”的實(shí)驗(yàn)。
【答案】(1)二力平衡;相等;(2)1.2;(3)壓力大??;(4)乙、丙;(5)砝碼;海綿。
【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)中,木塊沿水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木塊處于平衡狀態(tài),由二力平衡知識(shí)可知,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力等于木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大??;
(2)由圖甲可知,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,示數(shù)為1.2N;
(3)甲、乙實(shí)驗(yàn)中,接觸面的粗糙程度相同,壓力不同,故兩次實(shí)驗(yàn)可探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系;
(4)由乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)可知,壓力大小相同,接觸面越粗糙,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越大,滑動(dòng)摩擦力就越大,所以鞋底做得凹凸不平;
(5)選取本次實(shí)驗(yàn)中的長(zhǎng)方體木塊和砝碼,再添加海綿可以做“探究影響壓力作用效果的因素”的實(shí)驗(yàn)。
故答案為:(1)二力平衡;相等;(2)1.2;(3)壓力大??;(4)乙、丙;(5)砝碼;海綿。
11.(2023?攀枝花)小文同學(xué)在做“探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行了如下的改進(jìn)。
如圖甲所示,長(zhǎng)、寬、高均不相同的長(zhǎng)方體木塊,上表面比下表面更為粗糙,放在由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水平傳送帶上,通過(guò)水平細(xì)繩,繞過(guò)定滑輪與豎直懸掛的彈簧測(cè)力計(jì)相連。
(1)請(qǐng)畫(huà)出電機(jī)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后木塊在水平方向上的受力示意圖,并標(biāo)注力的符號(hào)。
(2)若某次實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示,則木塊所受摩擦力的大小為 1.2 N。
(3)先后用上、下表面貼放在傳送帶上,在木塊上放不同質(zhì)量的砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn),繪制出摩擦力與壓力之間的關(guān)系圖象如圖丙所示。由圖象可知,滑動(dòng)摩擦力的大小不僅與壓力大小有關(guān),還與 接觸面粗糙程度 有關(guān);當(dāng)較粗糙的上表面貼放在傳送帶上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)圖象應(yīng)為 ① (選填圖象編號(hào))。
(4)本實(shí)驗(yàn)采用傳送帶的好處是 木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),便于讀數(shù)(或可以探究滑動(dòng)摩擦力是否與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)) (答出一條即可)。
【答案】(1)見(jiàn)解答圖;(2)1.2;(3)接觸面粗糙程度;①;(4)木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),便于讀數(shù)(或可以探究滑動(dòng)摩擦力是否與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān))。
【解答】解:(1)由題知,木塊放置在水平傳送帶上,左端細(xì)繩通過(guò)定滑輪與彈簧測(cè)力固定,所以電機(jī)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),
水平方向木塊的受力有:細(xì)繩對(duì)它水平向左的拉力,傳送帶對(duì)它水平向右的摩擦力,這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力,大小相等;
故木塊在水平方向上所受力的示意圖如下圖所示:
;
(2)若某次實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示,彈簧測(cè)力計(jì)分度值為0.2N,其示數(shù)為1.2N;
(3)由圖象可知,圖線(xiàn)為兩個(gè)過(guò)原點(diǎn)的斜線(xiàn),說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小不僅與壓力大小有關(guān),還與接觸面粗糙程度有關(guān);
在壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大,故①是較粗糙的上表面貼放在傳送帶上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)圖象;
(4)利用傳送帶根據(jù)二力平衡可知,木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),便于讀數(shù),或可以探究滑動(dòng)摩擦力是否與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。
故答案為:(1)見(jiàn)解答圖;(2)1.2;(3)接觸面粗糙程度;①;(4)木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),便于讀數(shù)(或可以探究滑動(dòng)摩擦力是否與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān))。
12.(2023?青島)冰壺運(yùn)動(dòng)被稱(chēng)為“冰上圍棋”,比賽充滿(mǎn)了智慧。冰壺比賽時(shí),運(yùn)動(dòng)員有時(shí)要不斷地擦冰,這是為了改變冰壺受到的滑動(dòng)摩擦力。為此,小蘭和小海一起對(duì)影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素進(jìn)行探究。
(1)小蘭和小海分別采用如圖甲、乙所示方式,使木塊沿水平長(zhǎng)木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小Ff1與彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)相等的是圖 甲 的方式,依據(jù)的是 二力平衡 知識(shí)。
(2)按圖甲的做法,在木塊上加放砝碼,改變木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力,測(cè)出此種情況下的滑動(dòng)摩擦力Ff2,發(fā)現(xiàn)Ff2>Ff1。這說(shuō)明接觸面受到的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越 大 。換用材料相同但表面更粗糙的長(zhǎng)木板,保持木塊上的砝碼不變,測(cè)出此種情況下的滑動(dòng)摩擦力Ff3,發(fā)現(xiàn)Ff3>Ff2。這說(shuō)明接觸面越 粗糙 ,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)冰壺運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中不斷地擦冰,這是通過(guò)改變接觸面的粗糙程度來(lái) 減少 摩擦的,目的是使冰壺在冰面上運(yùn)動(dòng)的距離更 遠(yuǎn) 一些。
【答案】(1)甲;二力平衡;(2)大;粗糙;(3)減少;遠(yuǎn)。
【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)中,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故使用圖甲的方式,此時(shí)拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力,根據(jù)二力平衡原理,摩擦力大小等于拉力大??;
(2)按圖甲的做法,在木塊上加放砝碼,改變木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力,測(cè)出此種情況下的滑動(dòng)摩擦力Ff2,發(fā)現(xiàn)Ff2>Ff1,說(shuō)明壓力越大,滑動(dòng)摩擦力就越大;換用材料相同但表面更粗糙的長(zhǎng)木板,保持木塊上的砝碼不變,測(cè)出此種情況下的滑動(dòng)摩擦力Ff3,發(fā)現(xiàn)Ff3>Ff2,說(shuō)明接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力就越大;
(3)冰壺運(yùn)動(dòng)中,刷冰可以改變冰壺受到的摩擦力,是通過(guò)減小接觸面的粗糙程度來(lái)減小滑動(dòng)摩擦力的;冰壺在水平面上受到的阻力越小,運(yùn)動(dòng)的距離就越遠(yuǎn);
故答案為:(1)甲;二力平衡;(2)大;粗糙;(3)減少;遠(yuǎn)。
13.(2023?福建)如圖是探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)情景。
(1)將木塊平放在水平木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使木塊做 勻速直線(xiàn) 運(yùn)動(dòng)。
(2)由圖甲可知:此時(shí)木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為 1.2 N。
(3)由圖乙和圖丙可知:在其他條件相同的情況下,壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越 大 。
(4)本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因是: 很難控制木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 。(寫(xiě)一條即可)
【答案】(1)勻速直線(xiàn);(2)1.2;(3)大;(4)很難控制木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
【解答】解:(1)只有沿水平方向拉著物體做勻速直線(xiàn)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;
(2)甲圖中彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1.2N;因?yàn)槟緣K處于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則木塊在水平方向上受到了摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力,彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力與木塊受到摩擦力的大小相等,即木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為1.2N;
(3)由圖乙和圖丙兩次實(shí)驗(yàn)接觸面的粗糙程度是一定的,壓力是不同的,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同即摩擦力是不同的,這就說(shuō)明摩擦力的大小和壓力大小有關(guān),即:接觸面粗糙程度一定時(shí),壓力越大,摩擦力越大;
(4)本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因是:用手拉彈簧測(cè)力計(jì)很難控制木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的指針不穩(wěn)定不方便讀數(shù)。
故答案為:(1)勻速直線(xiàn);(2)1.2;(3)大;(4)很難控制木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
14.(2023?自貢)某興趣小組在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”時(shí),用同一木塊分別做了如圖所示的甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)。
(1)甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中以相同速度沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊,根據(jù)二力平衡知識(shí),彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力大小 等于 滑動(dòng)摩擦力的大?。ㄟx填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)通過(guò)對(duì)比甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可知: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)通過(guò)對(duì)比 甲、丙 兩次實(shí)驗(yàn)可知:在壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(4)興趣小組的同學(xué)利用甲圖實(shí)驗(yàn)裝置繼續(xù)探究滑動(dòng)摩擦力與速度的關(guān)系,改變拉動(dòng)木塊的速度,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度 無(wú)關(guān) (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”);
(5)小組交流討論時(shí)發(fā)現(xiàn):在實(shí)驗(yàn)中很難使木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),于是小偉設(shè)計(jì)了如圖丁所示的實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置的優(yōu)點(diǎn)是 不需要 長(zhǎng)木板B做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(選填“需要”或“不需要”)。
【答案】(1)等于;(2)壓力;(3)甲、丙;(4)無(wú)關(guān);(5)不需要。
【解答】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勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木塊處于平衡狀態(tài),在水平方向上受到拉力和滑動(dòng)摩擦力的作用,根據(jù)二力平衡知識(shí),拉力的大小等于滑動(dòng)滑動(dòng)摩擦力的大小。
(2)由甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可知,兩次實(shí)驗(yàn)中接觸面的粗糙程度相同,圖乙中木塊對(duì)木板的壓力比圖甲中木塊對(duì)木板的壓力大,圖乙中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比圖甲中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大,即圖乙中木塊受到的摩擦力比圖甲中木塊受到的摩擦力大,因此由甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可知,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)由甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)可知,兩次實(shí)驗(yàn)中壓力大小相同,圖丙中毛巾的粗糙程度比圖甲中的木板的粗糙程度大,圖丙中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比圖甲中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大,即圖乙中木塊受到的摩擦力比圖甲中木塊受到的摩擦力大,因此通過(guò)對(duì)比甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)可知:在壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(4)從表格中的數(shù)據(jù)可以看出,四次實(shí)驗(yàn)中木塊運(yùn)動(dòng)的速度越來(lái)越大,而拉力的大小卻始終不變,即摩擦力大小不變,因此滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān);
(5)丁圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,木塊A相對(duì)于地面靜止,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力與木塊對(duì)木板的壓力、接觸面的粗糙程度有關(guān),與木板運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān),因此無(wú)論怎樣拉動(dòng)木板,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小不變,木塊受到的滑動(dòng)滑動(dòng)摩擦力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為一對(duì)平衡力,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變;則該裝置的優(yōu)點(diǎn)是不需要長(zhǎng)木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
故答案為:(1)等于;(2)壓力;(3)甲、丙;(4)無(wú)關(guān);(5)不需要。
15.(2023?德陽(yáng))小明同學(xué)的學(xué)習(xí)小組做“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)。他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,進(jìn)行了下面的操作步驟:
(1)沿水平方向 勻速直線(xiàn) 拉動(dòng)木塊可測(cè)出滑動(dòng)摩擦力大小。
(2)在木塊上添加砝碼,重復(fù)(1),發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與木塊對(duì)接觸面的 壓力 大小有關(guān);在長(zhǎng)木板上分別鋪上毛巾和棉布,進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn),這是為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的 粗糙程度 有關(guān)。
【答案】(1)勻速直線(xiàn);(2)壓力;粗糙程度。
【解答】解:(1)沿水平方向勻速直線(xiàn)拉動(dòng)木塊時(shí),根據(jù)二力平衡條件可知,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它的拉力大?。?br>(2)在木塊上添加砝碼,重復(fù)(1),發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大,接觸面的粗糙程度不變,壓力越大,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越大,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與木塊對(duì)接觸面的壓力大小有關(guān);在長(zhǎng)木板上分別鋪上毛巾和棉布,進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn),在壓力一定時(shí),改變接觸面的粗糙程度,這是為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)。
故答案為:(1)勻速直線(xiàn);(2)壓力;粗糙程度。
16.(2023?雅安)小雨在做“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí),結(jié)合生活中的現(xiàn)象,猜想影響滑動(dòng)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1甲所示,將一個(gè)木塊放在水平長(zhǎng)木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向 勻速直線(xiàn) 拉動(dòng),根據(jù) 二力平衡 可知滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)如圖1乙所示,在木塊上放一個(gè)重物,重復(fù)上面的操作。比較甲、乙兩圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),可探究滑動(dòng)摩擦力大小與 接觸面所受的壓力大小 的關(guān)系。
(3)如圖1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(shí), 接觸面越粗糙 ,滑動(dòng)摩擦力越大。
(4)小雨猜想滑動(dòng)摩擦力大小還與速度大小有關(guān)。她設(shè)計(jì)了如圖2甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,傳送帶速度可以自由調(diào)節(jié),物塊始終相對(duì)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(shí)間(v﹣t)和拉力與時(shí)間(F﹣t)的關(guān)系圖象。分析圖2乙、丙兩圖可知,滑動(dòng)摩擦力的大小與物體相對(duì)傳送帶運(yùn)動(dòng)速度的大小 無(wú)關(guān) (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”),理由是: 當(dāng)速度發(fā)生變化時(shí),壓力和接觸面粗糙程度不變,滑動(dòng)摩擦力的大小不變 。
【答案】(1)勻速直線(xiàn);二力平衡(2)接觸面所受的壓力大?。ǎ?)接觸面越粗糙;(4)無(wú)關(guān);當(dāng)速度發(fā)生變化時(shí),壓力和接觸面粗糙程度不變,滑動(dòng)摩擦力的大小不變。
【解答】解:(1)根據(jù)二力平衡的知識(shí),若物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體受到的摩擦力和彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它的拉力在水平方向是一對(duì)平衡力,兩者大小相等、方向相反,在一條直線(xiàn)上,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),就等于摩擦力;
(2)比較甲乙兩幅圖可知,在接觸面的粗糙程度相同時(shí),接觸面受到的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大,可探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面所受壓力大小的關(guān)系;
(3)比較甲、丙兩圖可知,接觸面所受壓力大小相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大,可探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面的粗糙程度的關(guān)系;
(4)根據(jù)圖像可知,在速度不同時(shí),木塊所受的拉力不變的,木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)拉力等于滑動(dòng)摩擦力,所以摩擦力的大小是相同的,即滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān),當(dāng)速度發(fā)生變化時(shí),壓力和接觸面粗糙程度不變,滑動(dòng)摩擦力的大小不變。
故答案為:(1)勻速直線(xiàn);二力平衡(2)接觸面所受的壓力大?。?;3)接觸面越粗糙;(4)無(wú)關(guān);當(dāng)速度發(fā)生變化時(shí),壓力和接觸面粗糙程度不變,滑動(dòng)摩擦力的大小不變。
17.(2023?陜西)如圖,是“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)。
(1)本次實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)在 水平 方向上對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行調(diào)零。
(2)如圖﹣1,沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木塊受到的拉力大小 等于 (選填“大于”“小于”或“等于”)木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小。
(3)如圖﹣1,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做速度大小不同的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的大小 無(wú)關(guān) (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。
(4)如圖﹣2,在木塊上加放鉤碼,沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。改變鉤碼的數(shù)量,多次實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論:其他條件一定時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越 大 。
【答案】(1)水平;(2)等于;(3)無(wú)關(guān);(4)大。
【解答】解:(1)用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉著物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木塊在水平方向上受到平衡力的作用,根據(jù)二力平衡的條件,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大小,故本次實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)在水平方向上對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行調(diào)零;
(2)如圖﹣1,沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木塊受到的拉力大小等于木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小;
(3)如圖﹣1,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做速度大小不同的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān);
(4)如圖﹣2,在木塊上加放鉤碼,物體對(duì)支持面的壓力變大,沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。改變鉤碼的數(shù)量,多次實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論:其他條件一定時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大。
故答案為:(1)水平;(2)等于;(3)無(wú)關(guān);(4)大。
18.(2023?丹東)在“研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,小潘同學(xué)選擇了三塊粗糙程度不同的長(zhǎng)木板、一個(gè)木塊、質(zhì)量相等的砝碼若干、一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖所示,將木塊放在水平長(zhǎng)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(xiàn) 運(yùn)動(dòng),根據(jù) 二力平衡 知識(shí)可知,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
(2)小潘經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)獲得下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
①分析表中 1、2、3 三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出在接觸面粗糙程度相同的情況下,壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越 大 ;
②分析表中2、4、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出在 壓力 相同的情況下,接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0.5N時(shí),木塊未被拉動(dòng),此時(shí)木塊受到的摩擦力 等于 0.5N。(選填“大于”“小于”或“等于”)
(4)體操運(yùn)動(dòng)員上器械前,會(huì)在手上涂防滑粉,這是通過(guò)增大 接觸面的粗糙程度 來(lái)增大摩擦力。
【答案】(1)勻速直線(xiàn);二力平衡;(2)①1、2、3;大;②壓力;(3)等于;(4)接觸面的粗糙程度。
【解答】解:(1)將木塊放在水平木板上,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(xiàn)運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡原理可知,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
(2)①要研究摩擦力大小與接觸面所受的壓力的關(guān)系,必須控制其他變量相同,應(yīng)選擇1、2、3,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,其他因素相同時(shí),壓力越大,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越大,即滑動(dòng)摩擦力越大,可得出結(jié)論:當(dāng)接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
②要研究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度的關(guān)系,必須控制其他變量相同:表格中2、4、5,的木塊放置情況、壓力相同,木板表面情況不同,通過(guò)比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小關(guān)系,可得出結(jié)論:當(dāng)壓力相同時(shí),接觸面粗糙程度越大,滑動(dòng)摩擦力越大
(3)用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是0.5N時(shí),木塊靜止處于平衡狀態(tài),受到的摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力,所以此時(shí)木塊受到的摩擦力等于0.5N;
(4)體操運(yùn)動(dòng)員上器械前,在手上涂防滑粉,這是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力。
故答案為:(1)勻速直線(xiàn);二力平衡;(2)①1、2、3;大;②壓力;(3)等于;(4)接觸面的粗糙程度。
19.(2023?遼寧)小丹選取了兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線(xiàn)、棉布、木板、重為10N和15N的兩個(gè)木塊(表面粗糙程度相同)等器材,探究滑動(dòng)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)。
(1)小丹水平勻速直線(xiàn)拉動(dòng)木塊,利用 二力平衡 條件可知木塊所受摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。她分別做了如圖甲、乙、丙所示三次實(shí)驗(yàn)。
①分析甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),可以得出接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力 越大 的結(jié)論;
②分析甲、丙兩次實(shí)驗(yàn),可以得出壓力相同時(shí),接觸面 越粗糙 ,滑動(dòng)摩擦力越大的結(jié)論;
③小丹從上述實(shí)驗(yàn)聯(lián)想到生活中瓶蓋上設(shè)計(jì)了花紋,可用 ② (填“①”或“②”)的結(jié)論進(jìn)行解釋。
(2)她想繼續(xù)探究滑動(dòng)摩擦力大小與物體的重力大小是否有關(guān),利用圖甲實(shí)驗(yàn)做對(duì)比分析,又設(shè)計(jì)了如圖丁所示的實(shí)驗(yàn),使彈簧測(cè)力計(jì)A始終保持豎直狀態(tài),并調(diào)整高度,使其示數(shù)為 5 N,拉動(dòng)木板,當(dāng)木塊相對(duì)于地面靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)為1N,分析可得滑動(dòng)摩擦力大小與物體重力大小 無(wú)關(guān) 。
【答案】(1)二力平衡;①越大;②越粗糙;③②;(2)5;無(wú)關(guān)。
【解答】解:沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊,木塊在水平方向上受到平衡力的作用,根據(jù)二力平衡知識(shí),彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊的拉力大小等于滑動(dòng)摩擦力的大小;
(1)①通過(guò)對(duì)比甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可知:接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
②通過(guò)對(duì)比甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)可知:壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
③從上述實(shí)驗(yàn)聯(lián)想到生活中瓶蓋上設(shè)計(jì)了花紋,可用②的結(jié)論進(jìn)行解釋
(2)探究滑動(dòng)摩擦力大小與物體的重力大小是否有關(guān),需要控制壓力和接觸面的粗糙程度相同,所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是5N時(shí),木塊對(duì)木板的壓力都是10N,拉動(dòng)木板,當(dāng)木塊相對(duì)于地面靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)為1N,分析可得滑動(dòng)摩擦力大小與物體重力大小無(wú)關(guān)。
故答案為:(1)二力平衡;①越大;②越粗糙;③②;(2)5;無(wú)關(guān)。
20.(2023?遼寧)小智發(fā)現(xiàn)媽媽購(gòu)買(mǎi)的防滑地墊的A面比B面更粗糙,為了比較A、B兩個(gè)面的防滑性,小智利用商家贈(zèng)送的小塊地墊樣品和彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行了下列探究:
(1)如圖甲、乙,分別將B、A面與同一水平地面接觸,用彈簧測(cè)力計(jì)水平 勻速直線(xiàn) 拉動(dòng)小塊地墊,根據(jù) 二力平衡 原理可知滑動(dòng)摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)。
(2)小智發(fā)現(xiàn)完成甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的滑動(dòng)摩擦力都很小,比較不出A、B兩個(gè)面的防滑性,于是又找來(lái)一個(gè)鐵塊,在原水平地面上進(jìn)行了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)當(dāng)接觸面粗糙程度相同時(shí), 壓力 越大,滑動(dòng)摩擦力越 大 。
(3)為了完成探究,保持其他條件不變,在丙圖實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上小智只將 A、B兩個(gè)面對(duì)調(diào) ,測(cè)出滑動(dòng)摩擦力的大小為2.2N,通過(guò)與丙圖實(shí)驗(yàn)測(cè)得的滑動(dòng)摩擦力相比,選擇地墊 A (填“A”或“B”)面鋪在地面上,能更有效地防止地墊在地面上滑動(dòng)。
【答案】(1)勻速直線(xiàn);二力平衡;(2)壓力;大;(3)A、B兩個(gè)面對(duì)調(diào);A。
【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊,使其在水平桌面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡原理,可知滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力的大??;
(2)比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論:接觸面粗糙程度相同時(shí),丙中壓力大,測(cè)力計(jì)示數(shù)也大,即壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,要控制壓力大小相同,故將A、B兩個(gè)面對(duì)調(diào),可探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,地墊A面鋪在地上時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大,能更有效地防止地墊在地面上滑動(dòng);
故答案為:(1)勻速直線(xiàn);二力平衡;(2)壓力;大;(3)A、B兩個(gè)面對(duì)調(diào);A。
21.(2023?青海)某興趣小組在“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”時(shí)的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)該實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于:不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)木板也能測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小,原因是木塊B相對(duì)桌面始終處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體B受到的 摩擦 力的大小,該實(shí)驗(yàn)的原理是 二力平衡 (選填“二力平衡”或“受力不平衡”);
(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:
①對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和2:在接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力 越大 (選填“越大”或“越小”),滑動(dòng)摩擦力越大;
②對(duì)比實(shí)驗(yàn) 1、3 :在接觸面所受的壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力 越大 (選填“越大”或“越小”);
③本實(shí)驗(yàn)除了轉(zhuǎn)換法,還使用的物理實(shí)驗(yàn)方法是 控制變量法 ;
(3)同學(xué)們還想探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積是否有關(guān),于是將木塊B沿豎直方向切去一半,這種做法不合理。請(qǐng)說(shuō)明理由: 沒(méi)有控制壓力大小相同 。
【答案】(1)摩擦;二力平衡;(2)①越大;②1、3;越大;③控制變量法;(3)沒(méi)有控制壓力大小相同。
【解答】解:(1)當(dāng)拉動(dòng)長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,木塊B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)等于摩擦力的大??;
(2)①實(shí)驗(yàn)1和2接觸面粗糙程度相同,增加砝碼使得壓力增大,壓力越大,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越大,滑動(dòng)摩擦力越大,所以實(shí)驗(yàn)1和2探究滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小的關(guān)系,在接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
②實(shí)驗(yàn)1、3壓力相同,接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大,所以實(shí)驗(yàn)1、3探究滑動(dòng)摩擦力大小跟接觸面粗糙程度的關(guān)系,在接觸面所受的壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
③本實(shí)驗(yàn)用了轉(zhuǎn)換法和控制變量法;
(3)想探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面積的關(guān)系,要控制壓力大小和接觸面粗糙程度相同,他將木塊B豎直方向切去一部分,壓力大小也發(fā)生了改變,沒(méi)有控制壓力大小相同,故他的探究過(guò)程不正確。
故答案為:(1)摩擦;二力平衡;(2)①越大;②1、3;越大;③控制變量法;(3)沒(méi)有控制壓力大小相同。
22.(2023?吉林)在“研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,將木塊放在水平木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
(1)甲圖中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為 2.6 N,根據(jù) 二力平衡 原理可得,此時(shí)木塊受到的滑動(dòng)摩擦力與木塊受到的拉力大小相等。
(2)比較甲、乙兩圖可得:在接觸面粗糙程度相同時(shí), 壓力 越大,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)通過(guò)比較 乙、丙 兩圖可探究:滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系。
【答案】(1)2.6;二力平衡;(2)壓力;(3)乙、丙。
【解答】解:(1)甲圖中,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,示數(shù)為2.6N;
用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)物體時(shí),物體所受的滑動(dòng)摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力,根據(jù)二力平衡的知識(shí),滑動(dòng)摩擦力大小等于拉力大?。?br>(2)甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中,接觸面的粗糙程度相同,圖乙中物塊對(duì)水平面的壓力大,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大,由此可知:在接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)中,壓力相同,接觸面粗糙程度不同,根據(jù)控制變量法,通過(guò)比較乙、丙兩圖可探究:滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系。
故答案為:(1)2.6;二力平衡;(2)壓力;(3)乙、丙。
23.(2023?長(zhǎng)沙)小明家的舊沙發(fā)墊容易滑落,為此媽媽更換了一塊背面有防滑顆粒的新沙發(fā)墊,小明把背面朝上的新、舊沙發(fā)墊固定在水平面上,用如圖所示的方法測(cè)量同一本書(shū)在沙發(fā)墊上滑行時(shí)受到的摩擦力。
(1)小明應(yīng)使書(shū)在沙發(fā)墊上做 勻速直線(xiàn) 運(yùn)動(dòng),對(duì)比兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可知:壓力相同時(shí),增大 接觸面的粗糙程度 可以增大滑動(dòng)摩擦力;
(2)在圖甲的書(shū)本上疊放一本書(shū),重做圖甲所示的實(shí)驗(yàn),可以探究滑動(dòng)摩擦力大小與 壓力大小 的關(guān)系。
【答案】(1)勻速直線(xiàn);接觸面的粗糙程度;(2)壓力大小。
【解答】解:(1)用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)書(shū)本做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),書(shū)本所受的滑動(dòng)摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力,根據(jù)二力平衡的知識(shí),滑動(dòng)摩擦力大小等于拉力大小,可以通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)反映滑動(dòng)摩擦力的大??;
甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中,圖乙中背面有防滑顆粒的新沙發(fā)墊表面粗糙,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大,由此可知:壓力相同時(shí),增大接觸面的粗糙程度可以增大滑動(dòng)摩擦力;
(2)在圖甲的書(shū)本上疊放一本書(shū),重做圖甲所示的實(shí)驗(yàn),這樣保持接觸面的粗糙程度不變,只改變了壓力大小,根據(jù)控制變量法,可以探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系。
故答案為:(1)勻速直線(xiàn);接觸面的粗糙程度;(2)壓力大小。
24.(2023?天津)同學(xué)們?cè)谟^看冰壺比賽時(shí),發(fā)現(xiàn)了如下兩個(gè)現(xiàn)象:
現(xiàn)象一:運(yùn)動(dòng)員蹬冰腳的鞋底為橡膠制成,滑行腳的鞋底為塑料制成。
現(xiàn)象二:運(yùn)動(dòng)員蹬冰時(shí)要用力。
他們認(rèn)為上述現(xiàn)象與摩擦力的知識(shí)有關(guān),于是提出了“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的問(wèn)題,并進(jìn)行了如下探究。
【猜想與假設(shè)】根據(jù)同學(xué)們的發(fā)現(xiàn),猜想滑動(dòng)摩擦力的大小可能與 接觸面粗糙程度 和 壓力大小 有關(guān)。
【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板勻速滑動(dòng),測(cè)出木塊受到的滑動(dòng)摩擦力。進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),如圖所示。
【分析與論證】
(1)甲圖中,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為 0.6 N。
(2)對(duì)比乙、丙兩圖,可得結(jié)論: 壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大 。
(3)許多情況下摩擦是有用的,人們常常設(shè)法增大它。請(qǐng)列舉在冰壺運(yùn)動(dòng)中增大摩擦的措施,并利用實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行解釋。(至少寫(xiě)出一例) 蹬冰腳鞋底用橡膠制成,在壓力一定時(shí),增大接觸面粗糙程度可增大摩擦 。
【答案】【猜想與假設(shè)】接觸面粗糙程度;壓力大?。?br>【分析與論證】
( 1 ) 0.6;
(2)壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)蹬冰腳鞋底用橡膠制成,在壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,摩擦力越大。
【解答】解:
【猜想與假設(shè)】運(yùn)動(dòng)員蹬冰腳的鞋底為橡膠制成,滑行腳的鞋底為塑料制成,鞋底材料不同,猜想滑動(dòng)摩擦力的大小可能與的接觸面粗糙程度有關(guān),運(yùn)動(dòng)員蹬冰時(shí)要用力,可能滑動(dòng)摩擦力的大小可能與壓力大小有關(guān);
【分析與論證】
(1)甲圖中,測(cè)力計(jì)分度值為0.2N,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為0.6N;
(2)對(duì)比乙、丙兩圖,壓力相同,丙中接觸面粗糙,丙中測(cè)力計(jì)示數(shù)大,故可得結(jié)論:壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)蹬冰腳鞋底用橡膠制成,在壓力一定時(shí),增大接觸面粗糙程度可增大摩擦。
故答案為:
【猜想與假設(shè)】接觸面粗糙程度;壓力大?。?br>【分析與論證】
( 1 ) 0.6;
(2)壓力相同時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大;
(3)蹬冰腳鞋底用橡膠制成;在壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,摩擦力越大。
25.(2022?荊州)為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān),小明同學(xué)在如圖所示的情景中,沿水平方向勻速拉動(dòng)水平桌面上的木塊,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示。
(1)能夠用彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示摩擦力的大小是根據(jù) 二力平衡 的原理。
(2)小明同學(xué)剛開(kāi)始拉木塊時(shí),木塊沒(méi)有被拉動(dòng),則木塊所受摩擦力的大小 等于 (選填“大于”“小于”或“等于”)拉力的大小。
(3)甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)是為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小與 壓力大小 有關(guān)。
(4)在圖丙所示的情景中拉力增大為4N時(shí),木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小為 3.2 N。
(5)實(shí)驗(yàn)完成后,同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),如圖丁所示。水平拉動(dòng)木板向左運(yùn)動(dòng),A彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5.8N,B彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.6N,則木塊受到的摩擦力方向?yàn)樗较? 左 (選填“左”或“右”),木板與木塊之間的摩擦力大小為 2.6 N。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)必須沿水平方向拉著物塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),此時(shí)物塊處于平衡狀態(tài),由二力平衡條件可知,滑動(dòng)摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
(2)小明同學(xué)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?。?br>(3)比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),接觸面的粗糙程度相同,壓力大小不同,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不同,因此是為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小有關(guān);
(4)由題意可知,丙圖中木塊在毛巾表面做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡條件的條件可知,此時(shí)木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)3.2N,當(dāng)拉力增大為4N時(shí),木塊的重力不變,木塊對(duì)水平毛巾表面的壓力大小不變,接觸面的粗糙程度不變,因此木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小不變,仍為3.2N;
(5)木塊處于平衡狀態(tài),彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)為2.6N,則彈簧測(cè)力計(jì)B對(duì)木塊的拉力為2.6N,方向水平向右;木塊在水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力與拉力應(yīng)大小相等,方向相反,故摩擦力大小為2.6N;摩擦力方向水平向左;根據(jù)力的作用是相互的可知,木塊與木塊之間的摩擦力大小等于木塊受到木板的摩擦力大小,因此木板與木塊之間的摩擦力大小為2.6N。
故答案為:(1)二力平衡;(2)等于;(3)壓力大小;(4)3.2;(5)左;2.6。
26.(2022?郴州)小明探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素時(shí)選取的實(shí)驗(yàn)器材有:彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)、木塊一個(gè)、砝碼若干、毛巾、棉布各一條。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,改變實(shí)驗(yàn)條件用彈簧測(cè)力計(jì)多次拉著木塊在水平面上運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表:
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,為了使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力的大小,根據(jù) 二力平衡 的原理,應(yīng)該沿水平方向 勻速直線(xiàn) 拉動(dòng)木塊;
(2)第二次實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖乙所示,則此時(shí)木塊受到滑動(dòng)摩擦力的大小為 2.2 N;
(3)對(duì)比第1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小跟 壓力 有關(guān);
(4)對(duì)比第 2、3 兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面粗糙程度有關(guān)。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,為了使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力的大小,根據(jù)二力平衡條件,應(yīng)該沿水平方向勻速直線(xiàn)拉動(dòng)木塊;
(2)由圖乙可知,彈簧測(cè)力計(jì)分度值為0.2N,示數(shù)為2.2N,因此滑動(dòng)摩擦力的大小為2.2N;
(3)對(duì)比第1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,接觸面粗糙程度相同,2中壓力大,摩擦力也大,故可以得出結(jié)論:在接觸面的粗糙程度相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力有關(guān);
(4)為探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,應(yīng)控制壓力大小不變,改變接觸面的粗糙程度,故選2、3兩次實(shí)驗(yàn)。
故答案為:(1)二力平衡;勻速直線(xiàn);(2)2.2;(3)壓力;(4)2、3。
27.(2022?黃石)實(shí)驗(yàn)小組利用如圖①所示的裝置探究“滑動(dòng)摩擦力的大小和哪些因素有關(guān)”:用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊在桌面上做 勻速直線(xiàn) 運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)就等于木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小。下面是小組成員的4個(gè)猜想以及操作方案:
(1)在木塊上放置不同數(shù)量的砝碼,可以改變木塊和桌面之間的 壓力大小 ,進(jìn)而觀察滑動(dòng)摩擦力的變化;
(2)木塊的速度會(huì)影響滑動(dòng)摩擦力嗎?小軍想用測(cè)力計(jì)加速拉動(dòng)木塊,測(cè)得不同速度時(shí)的測(cè)力計(jì)的示數(shù),比較摩擦力。你認(rèn)為是否可行? 不可行 ,理由是此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù) > 木塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小(選填“<”、“=”或“>”);
(3)接觸面積的大小會(huì)影響滑動(dòng)摩擦力嗎?小方想通過(guò)豎著切割木塊來(lái)改變接觸面積,如圖②所示。你認(rèn)為是否可行? 不可行 ,理由是 沒(méi)有控制壓力大小相同 。
(4)小紅聯(lián)想到“雨天路滑”,猜想:除了接觸面材料,接觸面上有水沒(méi)水,也能影響滑動(dòng)摩擦力。她在桌面上注水后再做方案(1),發(fā)現(xiàn)多次測(cè)出的滑動(dòng)摩擦力比沒(méi)有注水時(shí) 小 (選填“大”或“小”)。小組通過(guò)一起討論和查閱資料知道:在木塊和桌面之間形成的一層水膜充當(dāng)了潤(rùn)滑劑。
拓展應(yīng)用:汽車(chē)輪胎上有深淺不一的橫紋和縱紋,如果有小石子嵌入較深的花紋中,一定要及時(shí)清理。請(qǐng)你結(jié)合以上研究結(jié)果分析原因: 接觸面的粗糙程度減小,摩擦力減小 。
【答案】勻速直線(xiàn);
(1)壓力大小;
(2)不可行;>;
(3)不可行;沒(méi)有控制壓力大小相同;
(4)??;接觸面的粗糙程度減小,摩擦力減小。
【解答】解:
將木塊平放在水平長(zhǎng)木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng),使其做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)等于木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大??;
(1)在木塊上放不同數(shù)量的砝碼,改變了木塊對(duì)接觸面的壓力,接觸面的粗糙程度不變,是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系;
(2)要研究滑動(dòng)摩擦力大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系,應(yīng)控制壓力大小和接觸面的粗糙程度相同,分別拉著物體做速度不同的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),此時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)等于摩擦力大小,而小軍加速拉動(dòng)木塊,拉力大于摩擦力,所以小軍的方法不可行;
(3)要研究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的關(guān)系,應(yīng)控制壓力大小和接觸面的粗糙程度相同;小方豎著切割木塊,改變接觸面積大小的同時(shí),也改變了壓力大小,不符合控制變量法,所以這個(gè)方法不可行;
(4)若在木塊與桌面之間注水,就會(huì)在木塊與桌面之間形成一層水膜,起到潤(rùn)滑的作用,摩擦力減?。?chē)輪胎有花紋,可以增大接觸面的粗糙程度,增大摩擦力;若花紋間有石子,接觸面的粗糙程度會(huì)減小,摩擦力也會(huì)減小。
故答案為:
勻速直線(xiàn);
(1)壓力大?。?br>(2)不可行;>;
(3)不可行;沒(méi)有控制壓力大小相同;
(4)?。唤佑|面的粗糙程度減小,摩擦力減小。
28.(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 等于 (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 勻速直線(xiàn) 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 1.4 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 壓力大小 有關(guān)。
(4)比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 不能 (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 沒(méi)有控制壓力相同 。
【答案】(1)等于;(2)勻速直線(xiàn);1.4;(3)壓力大??;(4)不能;沒(méi)有控制壓力相同。
【解答】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(xiàn)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(xiàn);1.4;(3)壓力大??;(4)不能;沒(méi)有控制壓力相同。
29.(2022?廣元)在研究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下探究:
(1)為了測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小,實(shí)驗(yàn)小組組裝了如圖甲所示的裝置。實(shí)驗(yàn)中,水平拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),使木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù) 等于 (選填“大于”“等于”或“小于”)木塊受到滑動(dòng)摩擦力的大小,其中依據(jù)的實(shí)驗(yàn)原理是 二力平衡 。
(2)上述實(shí)驗(yàn)中,拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),容易出現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定的現(xiàn)象,為了解決這個(gè)問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置:粗糙程度均勻的長(zhǎng)布條放在水平桌面上,木塊放在長(zhǎng)布條上,彈簧測(cè)力計(jì)一端固定,另一端與木塊相連,且保持水平狀態(tài)。
①將一個(gè)重力G=2N的木塊放在長(zhǎng)布條上,一位同學(xué)水平向左拉動(dòng)長(zhǎng)布條,另一位同學(xué)在木塊相對(duì)桌面 靜止 時(shí),記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F。
②再將相同的木塊逐次逐個(gè)疊放在木塊上,多次實(shí)驗(yàn),并將數(shù)據(jù)填入下表中:
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,在接觸面粗糙程度相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小成 正比 。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:(1)如圖,將長(zhǎng)方體木塊置于水平木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)在水平方向上勻速拉動(dòng)木塊,讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),根據(jù)二力平衡知識(shí)可知彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)等于木塊受到滑動(dòng)摩擦力的大??;
(2)①向左拉動(dòng)長(zhǎng)布條,在木塊相對(duì)桌面靜止時(shí),拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力,記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為摩擦力的大小;
②水平桌面上,木塊壓力的大小等于木塊的重力大小,分析表中數(shù)據(jù),==,因此可以得結(jié)論:接觸面粗糙程度相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小成正比。
故答案為:(1)等于;二力平衡;(2)①靜止;②正比。
30.(2023?濟(jì)南)小剛注意到很多公共場(chǎng)所都有類(lèi)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(wèn)題,他找來(lái)長(zhǎng)條形地板磚、運(yùn)動(dòng)鞋、彈簧測(cè)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(cè)出鞋子與地板磚間滑動(dòng)摩擦力的大小,小剛把長(zhǎng)條形地板磚放在水平桌面上,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉著鞋子在地板磚上做 勻速直線(xiàn) 運(yùn)動(dòng)。根據(jù) 二力平衡條件 可知,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就等于滑動(dòng)摩擦力的大小。
(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(guò)實(shí)驗(yàn)得到表中的數(shù)據(jù)。
請(qǐng)描點(diǎn),并用平滑曲線(xiàn)畫(huà)出摩擦力f與噴霧次數(shù)的關(guān)系圖象。
(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 先增大后減小再不變 。
(4)小強(qiáng)了解了小剛的實(shí)驗(yàn)結(jié)論后說(shuō):“我知道超市里的收銀員清點(diǎn)鈔票時(shí)為什么手邊總放一塊濕海綿了。”小剛說(shuō):“你上次數(shù)作業(yè)本的頁(yè)數(shù)時(shí),還往手上沾唾液呢!”在這兩個(gè)實(shí)例中,都是通過(guò)改變接觸面的潮濕程度來(lái) 增大摩擦力 的。
(5)駕車(chē)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(qǐng)針對(duì)這一現(xiàn)象為公路旁的警示牌設(shè)計(jì)一條警示語(yǔ)以提醒駕駛員謹(jǐn)慎駕駛。 雨天路滑,小心慢行 。
【答案】(1)勻速直線(xiàn);二力平衡條件;(2)見(jiàn)解答圖;(3)先增大后減小再不變;(4)增大摩擦力;(5)雨天路滑,小心慢行。
【解答】解:(1)鞋子在水平面上進(jìn)行勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),鞋子在水平方向上受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力,大小相等;
(2)用描點(diǎn)法畫(huà)出摩擦力f與噴霧次數(shù)的關(guān)系圖象,如下圖所示:
(3)結(jié)合圖象,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而先增大后減小再不變;
(4)小強(qiáng)和小剛的兩個(gè)實(shí)例中,都是通過(guò)改變接觸面的潮濕程度來(lái)增大摩擦力的;
(5)警示語(yǔ):雨天路滑,小心慢行。
故答案為:(1)勻速直線(xiàn);二力平衡條件;(2)見(jiàn)解答圖;(3)先增大后減小再不變;(4)增大摩擦力;(5)雨天路滑,小心慢行。實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
實(shí)驗(yàn)條件
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)
F/N
壓力情況
接觸面粗糙程度
接觸面的大小
1
木塊
木板表面
平放
0.4
2
木塊
棉布表面
平放
0.8
3
木塊
木板表面
側(cè)放
0.4
4
木塊和砝碼
木板表面
平放
0.6
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
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
運(yùn)動(dòng)速度(m/s)
0.3
0.4
0.5
0.6
測(cè)力計(jì)的示數(shù)(N)
1.2
1.2
1.2
1.2
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
實(shí)驗(yàn)條件
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N
1
木塊
長(zhǎng)木板
0.8
2
木塊上放1個(gè)砝碼
長(zhǎng)木板
1.0
3
木塊上放2個(gè)砝碼
長(zhǎng)木板
1.2
4
木塊上放1個(gè)砝碼
粗糙長(zhǎng)木板
1.3
5
木塊上放1個(gè)砝碼
更粗糙長(zhǎng)木板
1.7
實(shí)驗(yàn)
接觸面
壓力情況
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N
1
木板面
木塊
3.3
2
木板面
木塊+砝碼
4.5
3
毛巾面
木塊
5.1
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
桌面上所墊材料
木塊上所放砝碼質(zhì)量(g)
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)(N)
1
毛巾
50g
1.8
2
毛巾
100g
3
棉布
100g
2.0
木塊的重力G/N
2
4
6
8
10
彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N
0.8
1.6
2.4
3.2
4.0
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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