第八章 专题训练 探究滑动摩擦力与哪些因素有关
1.如图所示是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。器材有:木块A一块、砝码一个、弹簧测力计一个、长木板一块和棉布一块。
(1)四次实验中,每次用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,这样操作是为了测量______;
(2)比较甲、乙两次实验可探究滑动摩擦力大小与______的关系;比较______和______两次实验可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关;
(3)比较甲、丁两次实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小华得出滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是______(选填“正确”或“错误”)的;
(4)在图甲实验探究过程中,小华沿水平方向匀速拉动物体时,测力计示数是2N,此时滑动摩擦力为______N,若拉力增大到3N,滑动摩擦力为______N;
(5)实验中,小华采用的实验探究方法是(____)。
A.类比法 B.科学推理法 C.控制变量法
2.如图所示是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验.
(1)实验中为了测量滑动摩擦力的大小,应用弹簧测力计沿水平方向拉动木块;这样做是根据______的知识得出拉力等于摩擦力,从而测出木块所受的摩擦力的大小。
实验数据如下:
序号 接触面 压力/N 滑动摩擦力/N
1 木块与木板 2.0 0.4
2 木块与木板 2.5 0.5
3 木块与砂纸 2.0 0.6
(2)为了探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,应分析______(选填序号)两次实验数据,可以得出的结论是:______。
(3)在第二次实验中如果用的力水平拉动木块,则木块受到的滑动摩擦力为______N。
3.如图是“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)本实验测滑动摩擦力大小的原理是______;
(2)在三次实验中,滑动摩擦力最大的是______(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
(3)小丽同学对实验装置进行改动,如图所示,重复实验,发现效果更好。实验中,小丽同学______(选填 “一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。此时,以长木板为参照物,木块是______(填“运动”或“静止”)的。
4.如图所示是“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。
(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿______方向拉着物块A做______运动;根据二力平衡可知,______等于物体A受到的摩擦力的大小;
(2)某次实验中,木块匀速运动时,弹簧测力计的指针位置如图2所示,它的示数是______N,此时木块受到的摩擦力为______N,若将拉力增大到3N,木块受到的摩擦力为______N;
(3)分析图甲、乙,且可知,在接触面粗糙程度相同时,______越大,滑动摩擦力越大;
(4)评估此实验方案的不足之处是:______;(答出一条即可)
(5)若甲图中物体运动的速度大小为,乙图中物体运动的速度大小为,实验过程中关于和的大小,下列说法正确的是______。
A.一定大于
B.一定小于
C.一定等于
D.可以大于、等于或小于
5.如图所示,在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿_____方向拉着物块A做匀速直线运动;
(2)在甲、乙、丙所示图中,分别用F1=1.5N,F2=2.5N,F3=1.9N的拉力,拉着物块A匀速前进。分析甲、乙两图可得:在接触面粗糙程度相同时,_____越大,滑动摩擦力越大;分析_____两图可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(3)大量实验证明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比。在丙图中物块A上叠放一块与A相同的物块B,用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随A一起匀速前进(如图丁所示)此时弹簧测力计示数为F4,则F4=_____N;此运动过程中,物块B受到的摩擦力为_____N。
6.如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,铜块和木块的大小和形状完全相同,在实验前小明提出了以下几种猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与压力的大小有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关;
猜想三:滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小有关。
(1)实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数即为物体所受滑动摩擦力的大小,这样做的依据是:_____;
(2)比较甲、乙两图,可得到的结论是:_____;
(3)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使 _____相同,比较乙、丙两图可验证猜想二;
(4)要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”,小明将木块和铜块作为一个整体竖着放置在长木板上,如丁图,测出滑动摩擦力的大小并与乙比较。你认为他的探究方案中存在的主要缺陷是:_____;
(5)如图丙所示,木块和铜块一起做匀速直线运动,由图中测力计可以知道此时木块受到摩擦力为 _____N,铜块受到木块对它的摩擦力为 _____N。
7.小新同学在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,提出如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
为了验证猜想,准备了如下实验器材:一个带挂钩的木块、一个砝码、两块材料相同但表面粗糙程度不同的长木板、一个弹簧测力计。小新做了如图所示的三次实验,第1次和第2次实验用的是同一长木板,第3次用的是表面更加粗糙的长木板。请你完成下列内容。
(1)为了完成实验,应用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平木板上做___________运动,此时滑动摩擦力的大小___________(选填“大于”、“等于”或“小于” 拉力的大小。
(2)他做第1次实验时,拉力F、木块移动速度v随时间t的变化关系图像如图2、3所示,则木块在第7s时的摩擦力为___________N。
(3)当正确完成第1次和第2次实验后,发现第二次弹簧测力计的示数明显比第一次的大,由此得出的结论是:___________。
(4)通过比较第___________次和第___________次实验,可以验证猜想二。
8.在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)小华的三次实验情况分别如图所示。实验时,用弹簧测力计拉木块在水平木板(或毛巾)上做___________运动,这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较甲和乙两组数据得出的正确结论是___________;
(3)小华比较甲和丙两组数据得出结论:压力越大,滑动摩擦力就越大。老师指出这样得出的结论是不对的,理由是___________;
(4)在甲图实验中,木块受到的滑动摩擦力是___________N;若弹簧测力计示数增大到4N,此时的木块所受滑动摩擦力是___________N。
9.为了探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关,小亮设计了如图所示的实验,请你完成下列内容。
(1)用弹簧测力计拉动物体A前,应该将弹簧测力计置于______(选填“水平”或“竖直”)方向后,再将弹簧测力计的指针调节至零刻度线;
(2)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着木块做______运动,此时,滑动摩擦力的大小_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(3)通过比较乙、丙两次实验,小亮可得出:滑动摩擦力的大小与______有关;
(4)对比甲、乙两次实验,乙是通过增大______的方式来增大摩擦力。下列情境中也应用了这样的方式来增大摩擦力的是______(填写序号即可);
①汽车轮胎上的花纹
②为门轴涂抹润滑油
③用力捏自行车的刹车,车很容易地就停下来了
(5)比较甲、丁两次实验,小亮发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是______(选填“正确”或“错误”)的,理由是______。
10.在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,小明根据生活经验提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面之间的压力有关。
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(1)请你举一个支持猜想一的生活实例:___________。
(a)用弹簧测力计水平拉木块在较光滑的木板上匀速滑动
(b)在桌面上放一块较粗糙的木板,用弹簧测力计拉木块在粗糙木板上匀速滑动
(c)取走木板,用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动
(d)在木块上放一个重物,用弹簧测力计水平拉木块在桌面上匀速滑动
(2)小明跟组内同学一起使用弹簧测力计和一个长方体小木块、两个粗糙程度不同的长木板、砝码若干,在桌面上完成了如图所示的实验。图(a)中弹簧测力计示数如图所示,可知此时滑动摩擦力的大小是___________N,图___________和图___________可以用来完成对猜想一的探究。
(3)为了探究影响滑动摩擦力大小的其他因素,组内同学继续进行着分析
11.乐乐所在的小组做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,器材有:长方体木块(各表面的粗糙程度相同),一面较光滑一面粗糙的长木板,弹簧测力计,钩码若干。
(设计实验)
(1)如图甲所示,乐乐用弹簧测力计水平拉动木块在___________运动,根据___________原理,木块在长木板上做匀速直线运动时受到的滑动摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力是一对___________,此时木块所受的滑动摩擦力等于___________N。
(2)由于影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个,在探究某一因素对滑动摩擦力大小的影响时,应该采用的研究方法是___________法。
(进行实验与收集数据)
小组已进行了四次实验,数据记录如表。
实验次数 压力大小 接触面的粗糙程度 滑动摩擦力F/N
1 木块平放 粗糙 2
2 木块平放 较光滑 1.6
3 木块平放十钩码 较光滑 1.8
4 木块侧放 粗糙 2
5 木块侧放 较光滑
(分析与论证)
(3)分析实验数据,由此得到的结论是滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,而与接触面积的大小___________,第五次实验,滑动摩擦力大小应等于___________N。
(反思与评估)
(4)乐乐发现在本实验中用的是木块,而课本中做“探究二力平衡的条件”的实验时用的是如图乙所示的小车,且放在较光滑的桌面上,原因是小车与桌面间的___________更小,从而减小对实验结果的影响。
12.探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验
(1)如图1所示,在水平的长木板上,用弹簧测力计水平向左拉动木块A,弹簧测力计示数为_______N。在图1中画出物体A此时受到的摩擦力_______,摩擦力大小是否一定是弹簧测力计的示数?_______(选填“是”或“不是”),你判断的依据是:_______。
(2)在实验后交流的过程中,小华将该实验改成了如图2所示的实验装置:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块A。木块下面是长木板(木板足够长),实验时拉着长木板沿水平地面向左运动。装置改进以后的好处是_______(写出一条即可)。
(3)用改进后的装置实验,固定弹簧测力计拉物体不变,只在物体上表面增加重物,水平向左匀速拉动木板,图3是根据实验数据画出的关系图,能得到摩擦力和压力的关系是:______。
(4)由此可知,自行车刹车时,捏手刹用的力越大,车子停得越快的原因是______。
参考答案
1.滑动摩擦力大小 压力大小 乙 丙 错误 2 2 C
2.二力平衡 1、3 0.5
3.二力平衡 丙 不一定 运动
4.水平 匀速直线 拉力大小 1.6 1.6 1.6 压力 难保证其一直做匀速直线运动,会造成测力计的读数困难 D
5.水平 压力 甲、丙 3.8 0
6.二力平衡 在其它条件不变时,接触面的压力越大,滑动摩擦力越大 接触面的压力和面积 没有控制接触面的粗糙程度不变 3.6 0
7.匀速直线 等于 3 在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大 2 3
8.匀速直线 压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 没有控制接触面粗糙程度相同 3.6 3.6
9.水平 匀速直线 等于 接触面的粗糙程度 压力 ③ 错误 压力大小不同
10.使用橡皮擦去错误的字时,增大压力 (c) (d)
11.匀速直线 二力平衡 平衡力 1.6 控制变量 无关 1.6 摩擦力
12.2.8 不是 没有确定沿水平方向拉动木块做匀速直线运动 不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作 F摩=0.2F压 捏手刹用的力越大,压力越大,根据影响滑动摩擦力的因素,摩擦力越大,根据力是改变物体运动状态的原因,故车子停的越快