第八章 专题训练 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
1.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小浩同学按如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A、B、C为同一木块,D为重物,甲和乙两图中木板接触面相同,丙图为较粗糙的木板表面。
(1)该同学用较小的力拉木块,木块没动,此时摩擦力______拉力(选填“大于”、“小于”或“等于”);A、B木块在水平木板上做匀速直线运动时,乙图中测力计示数大于甲图,说明滑动摩擦力大小与______有关;
(2)此实验很难保证木块做匀速运动,若木块在匀速运动过程中,速度突然变大,滑动摩擦力将______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)实验后,小浩在拔河比赛前为班级做了科学决策,使班级赢得比赛,他做出的科学决策是:组队时,应选质量______(选填“大”或“小”)的同学,同时在比赛时队员应穿底部______(填“光滑”或“粗糙”)的鞋。
2.小华在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时:
(1)如图甲所示,出现了操作错误,他应______拉动弹簧测力计使木块做匀速直线运动。
序号 接触面 压力/N 滑动摩擦力/N
1 木板 2.0 0.4
2 木板 2.5 0.5
3 木板 3.0
(2)若在乙图匀速运动的铜块上再放一个砝码,则铜块运动时受到的滑动摩擦力______(选填“大于”、“小于”或“等于”)1.2N。
(3)小华某次实验记录数据如表格。她忘记填写一次实验摩擦力的大小,表格中应该
填写的数据为______,分析表格得出的结论是:______。
(4)丙、丁两图中铜块和木块叠在一起匀速运动的目的是______,根据弹簧测力计的读数可知______(填“铜”或“木”)块的下表面更光滑。
3.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,装置如图所示。
(1)实验中,弹簧测力计必须沿水平方向拉动木块做______运动,此时根据______可知:滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)在甲、乙、丙三次实验中,分析______两次实验可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关;分析______两次实验可知,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(3)大量实验表明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力大小成正比,若丙图的实验过程中测得摩擦力为2N,在丙图的物块A上叠放一块与A相同的物块B,如丁图所示,则此时拉动木块A运动过程中的摩擦力为______N。
4.在水平桌面上探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验如图所示:
(1)实验中,必须保持弹簧测力计___________且匀速拉动木块;
(2)由甲、乙实验可探究滑动摩擦力与___________的关系;由________实验可探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度是否有关;
(3)在甲实验中,将拉动木块的速度增大为原来的2倍,滑动摩擦力的大小______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)为保持弹簧测力计示数的稳定,将实验装置改成如图丁所示。但在拉出木板的过程中,弹簧测力计的示数仍然不稳定,可能原因是_________。
5.“测量滑动摩擦力大小”的实验装置示意图。
(1)采用图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时,根据______条件,实验中应该水平拉动木块在木板上做______运动,用弹簧测力计示数表示滑动摩擦力的大小,是______法的应用。实验中发现很难控制弹簧测力计的示数稳定,其原因是很难保持______(填“木块”或“木板”)做匀速直线运动;
(2)为了解决上述问题,小宇将实验装置改成图乙所示。无论怎么拉动长木板,木块
相对桌面都处于______状态。当水平拉动木板,待测力计示数稳定后,测力计A的示数为3.0N,测力计B的示数为1.8N,则木块受到的滑动摩擦力大小为______N。
6.小明学习小组在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,所用弹簧测力计如A图所示,所选若干个木块均相同(足够多),每个重力为1N。
(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面做 ___________运动,木块所受滑动摩擦力的大小等于其所受拉力大小;
(2)如图B,在同一次实验中,小明用不同的速度匀速拉木块时,观察到每次弹簧测力计示数相同,可判断滑动摩擦力的大小与物体运动的 ___________无关;
(3)同组小强用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验,由此可得出的结论是:___________时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)小强还想探究滑动摩擦力和接触面受到的压力大小的定量关系,在甲实验基础上,叠放的木块又分别增加至两个、三个,根据收集到的接触面受到的压力和对应滑动摩擦力的大小绘制图像如C图所示;
①依据图像及相关信息分析证据可得出结论:在其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力 ___________。
②在此实验中,可叠放木块数目最多为 ___________块。
7.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______。
8.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,装置如图所示,铝块和铁块的外形相同,铝块通过细线与弹簧测力计相连。
(1)如图甲所示,将铝块放在水平木板上,水平匀速向右拉弹簧测力计,铝块所受滑动摩擦力大小为______N。
(2)比较甲、乙两次实验,可以得出,在______时,滑动摩擦力越大。
(3)如图乙实验完成后,利用原有器材,还可进一步探究滑动摩擦力大小与接触面粗
糙程度的关系,请你简要说明实验方案:______。
(4)请你判断:如图丙中,铝块水平运动时所受滑动摩擦力______(选填“大于”、“等于”或“小于”)图甲中铝块所受滑动摩擦力。
9.如图所示是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验情景。
(1)实验中,___________(选填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,此时,滑动摩擦力的大小___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数;
(2)由甲、乙实验可得,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越________;由_________实验可得,在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)在甲实验中,当木块的运动速度变大时,滑动摩擦力的大小________;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)小军比较图甲、丁实验,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。由此他得出结论: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.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______。
11.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。
12.下图为小明探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)小颖用测力计沿水平方向匀速直线拉同一木块进行了三次正确的实验操作,实验情景如图甲、乙、丙;
①由图甲可知木块在木板表面上受到摩擦力大小为______N,方向水平______;
②比较______两图的实验可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
③比较甲、丙两图的实验可知,滑动摩擦力的大小与______有关;
(2)在操作过程中小颖还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此过程中木块处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态;弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力______( 填“是”或“不是”) 一对平衡力, 理由是:______。
参考答案
1.等于 压力大小 不变 大 粗糙
2.沿水平方向 大于 0.6 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 控制压力相同 铜
3.匀速直线 二力平衡 甲、乙 甲、丙 4
4.水平 压力 甲丙 不变 木板上表面粗糙程度不同
5.二力平衡 匀速直线 转换 木块 静止 1.8
6.匀速直线 速度 在压力大小一定 越大 7
7. 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
8.2.2 在接触面粗糙程度相同时,压力越大 见解析 大于
9.必须 等于 大 甲丙 不变 错误 没有控制压力大小不变
10.2.8 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
11.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
12.2.8 向左 甲、乙 接触面的粗糙程度 平衡 不是 二力不在同一直线上