探究摩擦力大小与什么因素有关的实验
一、选择题(共6小题)
1、下面所做的验证性实验中,不正确的是( )21世纪教育网版权所有
A、用力抽出一摞书中的最下一本,上面的书还留在原处,说明物体有惯性
B、拿一根细线,吊起一只苹果,发现线呈竖直,说明重力的方向竖直向下
C、将一根铁条用力掰断,说明铁条发生了弹性形变
D、在铅笔盒下面垫几支铅笔,轻轻一推,铅笔盒就运动,说明滚动摩擦比滑动摩擦小
2、如图所示,两本书的书页交叉叠放在一起后很难拉开,是因为拉书时书页间会产生较大的( )
A、重力
B、弹力
C、压力
D、摩擦力
3、某校实验小组在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关的实验中,提出了下列假设:
①滑动摩擦力的大小可能与接触面积的大小有关;
②滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;
③滑动摩擦力的大小可能与接触面之间的压力大小有关;
④滑动摩擦力的大小可能与运动速度大小有关.
然后该实验小组做了如图所示的实验,以验证提出的假设,则这个实验验证的假设是( )
A、①
B、②
C、②③
D、①②③④
4、在研究木块与木板之间摩擦力的实验中,以下操作中不必要的是( )21世纪教育网版权所有
A、把木块放在水平木板上
B、弹簧测力计沿水平方向拉木块
C、使木块做匀速直线运动
D、依次在木板上铺上毛巾和棉布
5、如图所示,描述的是小红同学用手探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关的情景.用手分别压在玻璃板上和在桌面上滑动(图甲、乙),然后用另一只手压在手上在桌面上滑动(图丙).下面说法中正确的是( )
A、甲和乙是探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系
B、乙和丙是探究滑动摩擦力与压力大小的关系
C、比较甲和乙,感觉甲的阻力大
D、比较乙和丙,感觉丙的阻力大
6、如图所示,装有沙的箱子在水平拉力F的作用下沿水平地面作匀速直线运动,若要增大箱与地面的摩擦力,可以怎样做?( )21世纪教育网版权所有
A、取出一些沙子
B、增加一些沙子
C、在箱与地面之间放上几根圆木棍
D、增大拉力F
二、填空题(共10小题)
7、木块与小车向右做匀速直线运动,遇到一障碍物时,小车停下,木块从车上的a点滑至b点(如图甲),是因为木块具有 _________ ;木块能停在b点,说明木块在滑动过程中受到向 _________ (填“左”或“右”)的摩擦力作用.为测量摩擦力的大小,小明在障碍物上固定了弹簧测力计拉住木块,用手拉着小车向左运动(如图乙).则木块受到的摩擦力方向向 _________ (填“左”或“右”),大小是 _________ N.
8、因为物体的表面 _________ ,所以两个互相接触的物体,当它们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这就是 _________ ,自然界常见的摩擦有 _________ 摩擦、 _________ 摩擦、 _________ 摩擦.其中滑动摩擦力的大小与 _________ 和 _________ 有关.
9、如图是某实验小组做的“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验.
①实验中要求必须水平匀速拉动弹簧测力计,这样做的目的是:
_________ .
②分析甲、乙两次实验现象,可以得出的结论:21世纪教育网版权所有
_________ .
③分析乙、丙两次实验现象,能否得出一个科学的结论?为什么?
_________ .
④分析甲、丁两次实验现象,可以得出的结论:21世纪教育网版权所有
_________ .
10、推箱子时,箱子越重,推起来越费力;地面越粗糙,推起来越费力.由此可见,影响摩擦力大小的因素可能有:
A.接触面所受压力的大小;B.接触面的粗糙程度.
用图所示的实验可以验证所做的猜想:
①实验中,需要拉木块在水平面上做 _________ 运动,此时摩擦力的大小就 _________ 弹簧测力计的读数.
②进行图甲、乙所示的操作,并比较这两次实验的数据,可以验证猜想 _________ .进行图甲和图丙所示的操作,可以验证猜想 _________ .
11、滑动摩擦力的大小跟 _________ 和 _________ 有关.在皮带传动中,要把皮带张紧,这是利用 _________ 的办法来 _________ 摩擦;缝衣针表面要做得很光滑是利用 _________ 的办法来 _________ 摩擦.
12、滑动摩擦力的大小与接触面的 _________ 程度、 _________ 的大小有关.接触面越粗糙、压力越大,滑动摩擦力就 _________ ,注意:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关.滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向 _________ ,即滑动摩擦力总是 _________ 物体相对运动的.21世纪教育网版权所有
13、为了测定木块所受到的摩擦力,两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案,实验装置如图所示,实验中不计弹簧测力计的重力.
甲方案:在水平实验桌面上将木版用线拉住,通过弹簧侧力计沿木板方向水平拉木块,使木块在木板上面滑动.
乙方案;将木板放在水平实验桌面上,用线通过弹簧测力计水平地拉住木块,沿木板方向水平拉木板,使木板在木块下面滑动.
(1)从实验操作方面考虑,应选择 _________ 方案,简述你的理由.
(2)从实验误差方面考虑,应选择 _________ 方案,简述你的理由.
14、控制变量法是我们研究物理问题时常用的方法,在研究影响滑动摩擦力大小因素的试验中,如果我们不控制变量,使压力和接触面积的粗糙程度同时增大,将得不出实验结论,原因是我们无法从实验现象确定 _________ ,哪个因素使滑动摩擦力增大.
15、如图所示,小明在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时,应水平拉动弹簧测力计使木块在水平面上作 _________ 运动.若在木块上再放一个砝码,重做上述实验,发现弹簧测力计示数变大,由此说明滑动摩擦力的大小与 _________ 大小有关.
16、一位同学在研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关时,先用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,这时弹簧测力计的示数为1.2N;接着在木块上放一个金属块,仍然用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,这时弹簧测力计的示数为1.6N.这个实验表明:滑动摩擦力的大小与物体接触面上的 _________ 有关.21世纪教育网版权所有
三、解答题(共10小题)
17、回想以下三个实验:
(1)用刻度尺测量细铜丝的直径时,先把细铜丝在铅笔上紧密排绕50圈,然后用刻度尺测出线圈的总长度,再除以50;
(2)测量一个大头针的质量时,先测出100个大头针的总质量,再除以100;
(3)研究影响摩擦力大小的因素时,先保持压力大小相同,研究摩擦力与接触面粗糙程度的关系,再保持接触面的粗糙程度相同,研究摩擦力与压力大小的关系.
上述三个实验中, _________ 两个实验的思想方法是相同的,实验遇到问题的共同点是 _________ ,解决问题的共同办法是 _________ .
18、给你①一只节日气球、②一个木块、③一只钩码、④一根细线、⑤一个弹簧测力计、⑥一块橡皮泥、⑦多支圆形铅笔、⑧一张桌子,你能利用它们中的一个或几个的组合,通过物理实验来探究一些物理问题?请说出两个,并说出每个实验所选的器材、做法及实验说明的物理问题.
器材
做法
说明的物理问题
示例
①
用手压气球,气球会变形
力使物体形变
探究一
探究二
19、归纳式探究:
(1)让一摞整齐的纸从斜面滑下,发现纸张变得不齐了,这是由于纸张之间有摩擦造成的.同样,让液体在管道中流动,液体也可以看作是由许多片液层组成的,各片层之间也存在着 _________ ,产生液体内部的阻力,这就是液体的钻滞性.21世纪教育网版权所有
(2)晓丽用长度相同的细管来研究液体的粘滞性,做了如下实验.在温度相同的情况下,测得1s内通过细管的液体体积如下:
实验次数
液体种类
细管半径/mm
细管两端压强差
通过细管的液体体积/mm2
1
水
1
P
100
2
油
1
P
2
3
水
2
P
1600
4
油
2
P
32
5
水
3
P
8100
6
水
1
2P
200
①可见,在相同条件下,通过细管的水的体积 _________ 通过细管的油的体积.这说明不同液体的钻滞性不同,我们用液体的粘滞系数η表示.η水<η油.
②下面是几种流体的粘滞系数表:
温度/℃
蓖麻籽油的η/Pa?s
水的η/×10﹣3Pa?s
空气的η/×10﹣6Pa?s
0
20
40
60
5.3
0.986
0.231
0.080
1.792
1.005
0.656
0.469
17.1
18.1
19.0
20.0
可见:一般诗况下,液体的粘滞系数随温度的升高而 _________ .
③在晓丽用油做的实验中,苦细管半径是3mm,1s内通过细管的油的体积是40.5mm3,则细管两端的压强差是 _________ .
20、 “在水平木板上铺上粗糙程度不同的材料,小车自斜面顶端由静止开始滑下,比较小车沿水平面运动的距离”(如图所示).伽俐略、牛顿等科学家曾多次做过类似实验,并在此基础上分析推导出著名的牛顿第一定律.21世纪教育网版权所有
请回答下列问题:
(1)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度 _________ (选填“相等”或“不相等”).
(2)三次实验中,小车在水平面上受到的摩擦力最大的是第 _________ 次,这说明小车受到摩擦力的大小与接触面的 _________ 有关.
(3)进一步推理可知,若水平面绝对光滑(小车不受阻力),则小车会在水平面上做 _________ 运动.
21、某物理兴趣小组研究“力对运动的影响”及“影响摩擦力的因素”.如图,三个滑道的斜面部分完全相同,水平部分材质不同(毛巾、棉衣、木板).三个相同的小木块分别从三个滑道的同一高度O处从静止释放,在水平面滑行至停止的距离sBC<sBD<sBF.
(1)控制其他因素均相同,只体现“滑道材质”与“滑行距离”的关系,这种研究方法属于 _________ 法.21世纪教育网版权所有
(2)三种滑行的初始段OB均相同,从能量转化的角度分析,从静止释放时,三木块的 _________ 能相同,滑到水平部分左端B处时 _________ 能相同,则它们的速度 _________ .
(3)在该实验时,三木块在水平面部分所受摩擦力的大小关系fBC _________ fBD _________ fBF(填不等号),这个实验只能说明物体所受摩擦力与 _________ 有关.
(4)结合上述实验,推测和猜想:如果滑道水平部分绝对光滑,小木块将做 _________ .
22、汽车大量增加,给人们的生活带来方便,但交通事故也随之增加,交通事故发生的一个重要原因是汽车从制动到完全停下来需要前进一段距离,这段距离的大小与轮胎和地面之间的摩擦力有直接的关系,同学们以“探究摩擦力大小与哪些因素有关”为课题进行了如下探究:
下表是某小组同学利用长木板、毛巾、2块完全相同的带钩立方体木块、弹簧测力计等器材,在实验探究时得到的一组实验数据:
实验次数
与木块的摩擦面
木块的放置方式
弹簧测力计的示数/N
1
木板表面
一木块平放
1.8
2
木板表面
一木块平放
2.9
3
毛巾表面
一木块平放
2.4
4
木板表面
两木块叠放
3.6
(1)你认为表中哪个数据是不合理的,并指出在弹簧测力计正常使用下导致数据不合理的原因: _________ ; _________ .
(2)分析第1和第4两次实验数据,在 _________ 相同时, _________ 越大,摩擦力越大.这种研究问题的方法通常叫控制变量法.
(3)小丽同学提出了一个问题:摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢?然后她将木块沿竖直方向截取一半后,测得木块所受摩擦力变为原来的一半,她由此得出:摩擦力的大小随接触面积的减小而减小,你认为她的探究过程存在的缺陷是 _________ .要“探究摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关”应该选择一个 _________ (填“长方体”或“正方体”)木块,至少需要通过做 _________ 次实验才能得出较为准确的结论.
(4)人们雪后常在汽车轮胎上缠绕防滑链,这样可以减少交通事故的发生,请你从影响摩擦力大小的因素角度说明此做法的道理 _________ .21世纪教育网版权所有
23、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,形状完全相同的,实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向以速度v做匀速直线运动.
(1)比较甲、乙两图,可得出的结论是在粗糙程度相同时, _________ .
(2)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使 _________ 相同.
(3)图甲中弹簧测力计的读数是 _________ N.若图甲铜块以2v速度做匀速直线运动,则弹簧测力计的示数将 _________ (填“变大”、“变小”或“不变”).
24、在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,同学们提出了以下几种
猜想:21世纪教育网版权所有
A.摩擦力的大小与压力大小有关
B.摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
C.摩擦力的大小与接触面积大小有关
D.摩擦力的大小与运动的速度大小有关
实验室提供的器材有:木块、长木板、弹簧测力计、砝码、棉布、毛巾等,同学们参照如图所示的实验.选择一个或两个猜想进行分组探究.
(1)在实验中,必须拉着弹簧测力计使物体沿水平方向做 _________ 运动.21世纪教育网
(2)在探究猜想A时,应在其他条件不变情况下,改变 _________ .
(3)某小组的实验记录如下表:
试验次数
压力大小
接触面材料
木块运动速度
测力计示数F/N
1
等于木块重
木板
慢
1.0
2
等于木块重
棉布
慢
1.5
3
等于木块重
毛巾
慢
2.0
4
等于木块重
毛巾
快
2.0
5
等于木块重
毛巾
很快
2.0
①据实验记录可知,该组同学选择猜想 _________ 和 _________ 进行探究(填字母序号).
②分析比较第1.2,3次实验记录,可得:摩擦力的大小与接触面的粗糙程度 _________ :分析比较第 _________ 次实验记录.可得:摩擦力的大小与物体运动的速度大小无关.
(4)分析实验数据.可得进一步的结论: _________ .21世纪教育网
25、一位同学在学习了滑动摩擦力之后,认为两物体间的滑动摩擦力的大小可能与两物体的接触面积大小有关,于是他通过实验探究这个问题.
(1)为完成本实验,需要自己制作木块,他制作的木块应该选择下列选项中的 _________
A.各面粗糙程度相同的正方体 B.各面粗糙程度相同,长宽高各不相同的长方体
C.各面粗糙程度不同的正方体 D.各面粗糙程度不相同,长宽高各不相同的长方体
(2)本实验中,该同学设计了两种方案:
方案一:木板水平固定,通过弹簧测力计水平拉动木块,如如图所示.
方案二:木块与弹簧测力计相连,弹簧测力计水平固定,通过细绳水平拉动木板,如如图所示.
①用方案一实验时,应该拉动木块作 _________ 运动.21世纪教育网
②两种方案中,你认为更合理、更易于操作的是 _________ (填“方案一”,“方案二”).
(3)应该记录的实验数据是 _________ .
26、小明用如图甲、乙、丙的步骤探究摩擦力的大小与哪些因素有关.
(1)实验中,他应将弹簧测力计沿 _________ 方向拉动木块,使木块在水平面上做 _________ 运动,并记下弹簧测力计的示数.21世纪教育网
(2)比较步骤 _________ 与 _________ 可得:摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关,且压力越大,摩擦力越大.比较步骤甲与丙可得:摩擦力的大小跟接触面的 _________ 有关,且接触面越 _________ ,摩擦力越大.
(3)小明在实验中还发现:在木块还没有被拉动的情况下,弹簧测力计仍然有示数,且示数逐渐增大,直到拉动木块为止.该现象表明:物体在静止时也可能受到 _________ 力的作用,且该力有大小与 _________ 力的大小有关.
(4)上学路上,小明看见一辆汽车陷进了泥坑里,司机将一些稻草塞进后轮底下,汽车很快就爬上来了,这是利用增大 _________ 的方法增大摩擦力.
答案与评分标准
一、选择题(共6小题)
1、下面所做的验证性实验中,不正确的是( )21世纪教育网
A、用力抽出一摞书中的最下一本,上面的书还留在原处,说明物体有惯性
B、拿一根细线,吊起一只苹果,发现线呈竖直,说明重力的方向竖直向下
C、将一根铁条用力掰断,说明铁条发生了弹性形变
D、在铅笔盒下面垫几支铅笔,轻轻一推,铅笔盒就运动,说明滚动摩擦比滑动摩擦小
D这个选项考察的是减小摩擦的办法:变化东为滚动.垫上铅笔后比不垫铅笔用力小,说明滚动摩擦比滑动摩擦小.21世纪教育网
故此题选C
点评:此类题目,要明确概念,要知道:验证性实验要体现现象与结论的统一对应关系.
2、如图所示,两本书的书页交叉叠放在一起后很难拉开,是因为拉书时书页间会产生较大的( )
A、重力
B、弹力
C、压力
D、摩擦力
考点:摩擦力的种类;探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
分析:两本书的书页交叉叠放在一起后,当拉书时,书页和书页之间就会产生摩擦力,是摩擦力阻止书页做相对运动.
解答:解:A、重力较小,并且方向向下,对拉开书本不会有影响,故A错误;
B、由于书页的弹性较小,产生弹力对拉开书本不会有影响,故B错误;
C、书页的压力是有,但很小,对拉开书本不会有影响,故C错误;
D、书页交叉叠放在一起后,书页之间接触面比较粗糙,会产生很大的摩擦力,这是拉不开的主要原因,故D正确.
故选D.
点评:摩擦力在实际生活中广泛存在,只要我们多留心观察对于我们学习物理是很有帮助的.
3、某校实验小组在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关的实验中,提出了下列假设:
①滑动摩擦力的大小可能与接触面积的大小有关;
②滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;
③滑动摩擦力的大小可能与接触面之间的压力大小有关;
④滑动摩擦力的大小可能与运动速度大小有关.
然后该实验小组做了如图所示的实验,以验证提出的假设,则这个实验验证的假设是( )
A、①
B、②
C、②③
D、①②③④
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。21世纪教育网
专题:控制变量法。
分析:滑动摩擦力在物体的接触面上,所以摩擦力的大小无法直接测量,可借助于平衡力的条件,将摩擦力的大小转化成测力计示数的大小进行测量;又因为滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,所以在探究影响滑动摩擦力大小的因素时应使用控制变量法.
解答:解:在利用控制变量法设计试验时,不论有多少个影响因素,只改变被研究的物理量,其他所有条件都必须保持不变,由图
可知两对比实验的接触面粗糙程度不同,因此该实验是验证滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关.所以选项A、21世纪教育网
C、D不正确.
故选B.
点评:把握住利用控制变量法设计实验的基本思路是解答此题的关键所在.
4、在研究木块与木板之间摩擦力的实验中,以下操作中不必要的是( )
A、把木块放在水平木板上
B、弹簧测力计沿水平方向拉木块
C、使木块做匀速直线运动
D、依次在木板上铺上毛巾和棉布
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:归谬反证法。
分析:影响摩擦力大小的因素是:接触面所受压力和接触面的粗糙程度.要探究木块与木板之间的摩擦力,即在粗糙程度一定时,不需要改变接触面的粗糙程度.
解答:解:要探究木块与木板之间的摩擦力,即在粗糙程度一定时,故不需要依次在木板上铺上毛巾和棉布以改变粗糙程度.
故选D.
点评:此题比较容易出错,一定要审清题意.
5、如图所示,描述的是小红同学用手探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关的情景.用手分别压在玻璃板上和在桌面上滑动(图甲、乙),然后用另一只手压在手上在桌面上滑动(图丙).下面说法中正确的是( )
A、甲和乙是探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系
B、乙和丙是探究滑动摩擦力与压力大小的关系
C、比较甲和乙,感觉甲的阻力大
D、比较乙和丙,感觉丙的阻力大
1世纪教育网
A、甲图和乙图接触面粗糙程度是不同的,压力大小一样,因此探究的是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,该说法正确;
B、乙图和丙图接触面的粗糙程度是相同的,接触面压力的大小是不同的,因此探究的是滑动摩擦力大小与压力大小的关系,该说法正确;
C、甲图和乙图接触面压力的大小是相同的,甲图的接触面光滑,摩擦力小,所以甲感觉阻力应该比丙小,该选项的说法是不正确的;
D、乙图和丙图接触面的粗糙程度是相同的,接触面压力的大小是不同的,丙图压力更大,摩擦力更大,所以丙感觉阻力答,该说法是正确的.
故选A、B、D.
点评:(1)从两图比较中,发现相同因素和不同因素,研究的是摩擦力与不同因素的关系;
(2)摩擦力的大小是通过手的感觉体现出来的,这里采用了转换法的思想.
6、如图所示,装有沙的箱子在水平拉力F的作用下沿水平地面作匀速直线运动,若要增大箱与地面的摩擦力,可以怎样做?( )21世纪教育网
A、取出一些沙子
B、增加一些沙子
C、在箱与地面之间放上几根圆木棍
D、增大拉力F
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:控制变量法。
分析:增大摩擦力的方法:增大压力、增大接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面脱离.
解答:解:A、取出一些沙子,箱子对地面的压力减小,滑动摩擦力减小.不符合题意.
B、增加一些沙子,箱子对地面的压力增大,滑动摩擦力增大.符合题意.
C、在箱与地面之间放上几根圆木棍,用滚动代替滑动,摩擦力减小.不符合题意.
D、摩擦力大小的影响因素是压力和接触面的粗糙程度,压力和接触面粗糙程度不变,改变拉力不能改变摩擦力,只能改变物体的运动状态.不符合题意.
故选B.
点评:本题考查了摩擦力大小的影响因素,把握好摩擦力大小的影响因素和方法是解决本题的关键.21世纪教育网
二、填空题(共10小题)
7、木块与小车向右做匀速直线运动,遇到一障碍物时,小车停下,木块从车上的a点滑至b点(如图甲),是因为木块具有 惯性 ;木块能停在b点,说明木块在滑动过程中受到向 左 (填“左”或“右”)的摩擦力作用.为测量摩擦力的大小,小明在障碍物上固定了弹簧测力计拉住木块,用手拉着小车向左运动(如图乙).则木块受到的摩擦力方向向 左 (填“左”或“右”),大小是 2.6 N.
考点:惯性;摩擦力的种类;探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:压轴题。
分析:一切物体都有惯性;根据木块具有保持原来运动状态的性质进行分析;
物体在运动过程中会受到接触面阻碍物体运动力(即阻力),一般情况下,阻力与物体运动的方向相反;根据物体相对于接触面运动的方向确定摩擦力的方向,并且根据影响摩擦力大小的因素确定摩擦力大小与弹簧测力计示数的关系.
解答:解:木块和小车一起向右运动,当小车受到障碍物作用处于静止时,木块由于惯性还要保持原来向右的运动状态;21世纪教育网
由于木块从a运动到b的过程是向右运动,因此木块受到的摩擦力方向向左;
当如图乙所示固定木块时,向左拉的小车,木块相对于小车向右运动,因此木块受到的摩擦力与木块的运动方向相反,即摩擦力的方向向左;又因为影响滑动摩擦力大小的因素为压力的大小和接触面的粗糙程度,而压力和接触面的粗糙程度都不变,故摩擦力大小等于弹簧测量计的示数,即2.6N.
故答案为 惯性,左,左,2.6.
点评:本题考查了惯性的概念,并且通过惯性现象进一步理解惯性的概念;会判断摩擦力的方向,并会根据影响滑动摩擦力的大小因素分析摩擦力的大小变化以及计算摩擦力的大小,分析的摩擦力大小是本题的难点.
8、因为物体的表面 不光滑 ,所以两个互相接触的物体,当它们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这就是 摩擦力 ,自然界常见的摩擦有 静 摩擦、 滑动 摩擦、 滚动 摩擦.其中滑动摩擦力的大小与 压力大小 和 接触面的粗糙程度 有关.
考点:摩擦力产生的条件;摩擦力的种类;探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
9、如图是某实验小组做的“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验.
①实验中要求必须水平匀速拉动弹簧测力计,这样做的目的是:
摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力,或摩擦力与拉力是一对平衡力 .
②分析甲、乙两次实验现象,可以得出的结论:
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,或接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 .
③分析乙、丙两次实验现象,能否得出一个科学的结论?为什么?
因为有两个变量,所以无法得出正确结论,或不符合控制变量法,所以不能得出正确结论 .
④分析甲、丁两次实验现象,可以得出的结论:
滑动摩擦力的大小与相互接触的两个物体的材料有关 21cnjy
.
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:简答题;实验探究题;控制变量法。
分析:要解决此题,需要掌握二力平衡条件的应用.知道在测量物体所受到的摩擦力时,需要用测力计拉动木块做匀速直线运动.
掌握控制变量法的应用.摩擦力与多个量有关,在探究摩擦力与其中一个量之间的关系时,要控制其它的量不变.
解答:解:①在实验时,匀速拉动弹簧测力计,此时木块做匀速直线运动而受力平衡,拉力等于摩擦力.
故答案为:摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力,或摩擦力与拉力是一对平衡力.
②比较甲、乙,两次压力相同,接触面的粗糙程度不同,所以是探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度之间的关系接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
故答案为:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,或接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
③控制变量法中要探究摩擦力与其中一个量的关系,需要控制其它量不变,只改变一个量.乙丙两个实验中,接触面的粗糙程度和压力大小都不同,出现了两个变量,所以无法得出结论.
故答案为:因为有两个变量,所以无法得出正确结论,或不符合控制变量法,所以不能得出正确结论.
④甲、丁比较,接触面的粗糙程度和压力大小都相等,只有接触面的材料不同.所以是探究滑动摩擦力与接触面的材料之间的关系.
故答案为:滑动摩擦力的大小与相互接触的两个物体的材料有关.
点评:此题是探究影响滑动摩擦力大小的因素.在此实验中需要通过测力计的示数得知摩擦力的大小,所以要用测力计拉动木块做匀速直线运动.同时要搞清控制变量法的应用.
10、推箱子时,箱子越重,推起来越费力;地面越粗糙,推起来越费力.由此可见,影响摩擦力大小的因素可能有:
A.接触面所受压力的大小;B.接触面的粗糙程度.21cnjy
用图所示的实验可以验证所做的猜想:
①实验中,需要拉木块在水平面上做 匀速直线 运动,此时摩擦力的大小就 等于 弹簧测力计的读数.
②进行图甲、乙所示的操作,并比较这两次实验的数据,可以验证猜想 A .进行图甲和图丙所示的操作,可以验证猜想 B .
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:实验探究题;控制变量法。
分析:(1)物体静止或匀速直线运动时,物体受到平衡力的作用.二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上.
(2)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度.压力一定时,接触面越粗糙摩擦力越大;接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大.
解答:解:(1)实验中弹簧测力计拉木块,弹簧测力计显示的是拉力,水平方向上木块受到拉力和摩擦力,只有木块匀速直线运动,摩擦力才等于拉力.
(2)甲乙是在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大.研究摩擦力和压力的关系;甲丙是压力一定时,接触面越粗糙摩擦力越大,研究摩擦力和接触面粗糙程度的关系.
故答案为:①匀速直线.②A;B.
点评:(1)掌握用控制变量法研究摩擦力大小的影响因素.
(2)掌握摩擦力大小的影响因素,掌握增大和减小摩擦力的方法.
11、滑动摩擦力的大小跟 压力大小 和 接触面粗糙程度 有关.在皮带传动中,要把皮带张紧,这是利用 增大压力 的办法来 增大 摩擦;缝衣针表面要做得很光滑是利用 减小接触面粗糙程度 的办法来 减小 摩擦.
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验;增大或21cnjy
减小摩擦的方法。
分析:滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度两个因素有关,所以要改变摩擦力的大小,就应该从压力和接触面的粗糙程度两个方面入手,即可以通过改变接触面之间的压力大小或改变接触面的粗糙程度来改变滑动摩擦力的大小.
解答:解:滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关.
在皮带传动中,要把皮带张紧,这是利用增大压力的办法来增大摩擦;
缝衣针表面要做得很光滑是利用减小接触面粗糙程度的办法来减小摩擦.
在皮带传动中,把皮带张紧,皮带与皮带轮之间的压力增大,而接触面的粗糙程度保持不变,所以皮带与皮带轮之间的摩擦力增大.
故答案为:压力大小;接触面粗糙程度;增大压力;增大;减小接触面粗糙程度;减小.
点评:本题的解题关键是熟记增大或减小摩擦力的方法.
12、滑动摩擦力的大小与接触面的 粗糙 程度、 压力 的大小有关.接触面越粗糙、压力越大,滑动摩擦力就 越大 ,注意:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关.滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向 相反 ,即滑动摩擦力总是 阻碍 物体相对运动的.
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
分析:滑动摩擦力是产生在接触面的,阻碍相对运动的力,其大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关.
解答:解:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度与压力的大小有关,接触面越粗糙、压力越大,滑动摩擦力就越大;因为摩擦力总是阻碍物体相对运动,因此,其方向也总与物体相对运动的方向相反.
故答案为:粗糙,压力,越大,相反,阻碍.21cnjy
点评:此题主要考查了摩擦力的基本概念以及影响摩擦力大小的因素,这都是我们学习摩擦力应该首先了解的基本知识.
13、为了测定木块所受到的摩擦力,两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案,实验装置如图所示,实验中不计弹簧测力计的重力.
甲方案:在水平实验桌面上将木版用线拉住,通过弹簧侧力计沿木板方向水平拉木块,使木块在木板上面滑动.
乙方案;将木板放在水平实验桌面上,用线通过弹簧测力计水平地拉住木块,沿木板方向水平拉木板,使木板在木块下面滑动.
(1)从实验操作方面考虑,应选择 乙 方案,简述你的理由.21cnjy
(2)从实验误差方面考虑,应选择 乙 方案,简述你的理由.
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:实验题;控制变量法。
分析:原理:
甲方案:对摩擦力的测量是采用“间接法”进行的,只有当弹簧秤拉动木块匀速运动时,拉力才与摩擦力成为一对平衡力,它们大小相等.
乙方案:拉动木板时,木块受到向左的摩擦力,由于木块相对地面静止,则摩擦力与弹簧秤的拉力是一对平衡力.
解答:解:(1)从实验操作方面来看:应选择乙方案,因为在甲方案中,要保持木块的匀速运动,不容易.乙方案,只需要拉动木板运动就行,不需要保持匀速运动.
(2)从实验误差方面来看:应选择乙方案,因为在甲方案中,要保持木块的匀速运动中读数,不容易读得准确.乙方案中,弹簧秤是静止的,读数容易读得准确.
点评:一个实验设计,必须遵循科学性原则,简便性原则,可操作性原则以及准确性原则.这一考题正是考查考生在两个实验方案中,就可操作性以及准确性方面做出正确判断的能力.
14、控制变量法是我们研究物理问题时常用的方法,在研究影响滑动摩擦力大小因素的试验中,如果我们不控制变量,使压力和接触面积的粗糙程度同时增大,将得不出实验结论,原因是我们无法从实验现象确定 压力和接触面的粗糙程度两个因素中 ,哪个因素使滑动摩擦力增大.
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还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力越大;在不控制变量的情况下无法研究它们间的关系.
故答案为:压力和接触面的粗糙程度两个因素中.
点评:考查影响滑动摩擦力与什么因素有关,关键是实验方法,本实验中应用了控制变量法与转换法.
15、如图所示,小明在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时,应水平拉动弹簧测力计使木块在水平面上作 匀速直线 运动.若在木块上再放一个砝码,重做上述实验,发现弹簧测力计示数变大,由此说明滑动摩擦力的大小与 压力 大小有关.
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:实验题。
分析:实验中拉力弹簧测力计时做匀速直线运动是因为只有这样,拉力与摩擦力才是一对平衡力.增加砝码就是增加了对接触面的压力,因此可得出摩擦力大小与压力的关系.
解答:解:应水平拉力弹簧测力计使木块在水平面上作匀速直线运动,这样才能保证所测拉力与摩擦力是一对平衡力;
在接触面粗糙程度不变的情况下,增大了压力,弹簧测力计示数变大,说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关.
故答案为:匀速直线,压力.
点评:在使用弹簧测力计的众多实验中,我们一般都要求拉动弹簧测力计时要做匀速直线运动,就是出于二力平衡的考虑;
具体实验中,判断摩擦力大小是否与压力在小有关,要注意到接触面应该是一样的.
16、一位同学在研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关时,先用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,这时弹簧测力计的示数为1.2N;接着在木块上放一个金属块,仍然用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,这时弹簧测力计的示数为1.6N.这个实验表明:滑动摩擦力的大小与物体接触面上的 压力 有关.
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:实验题;控制变量法。
分析:本实验中的变量有两个,接触面的粗糙程度和压力大小.保持接触面粗糙程度不变,改变压力,可得到滑动摩擦力大小与压力大小的关系.
解答:解:本题保持了接触面的粗糙程度不变,在木块上放金属块后,改变压力了,弹簧测力计的示数也发生了改变,因此滑动摩擦力大小与压力大小有关21cnjy
.
故答案:压力.
点评:在研究影响摩擦力大小因素的实验中体现了物理学中对多变量问题的研究方法,即当研究对象有多个变量时,可采用控制自变量个数的研究方法.21cnjy
三、解答题(共10小题)
17、回想以下三个实验:
(1)用刻度尺测量细铜丝的直径时,先把细铜丝在铅笔上紧密排绕50圈,然后用刻度尺测出线圈的总长度,再除以50;
(2)测量一个大头针的质量时,先测出100个大头针的总质量,再除以100;
(3)研究影响摩擦力大小的因素时,先保持压力大小相同,研究摩擦力与接触面粗糙程度的关系,再保持接触面的粗糙程度相同,研究摩擦力与压力大小的关系.
上述三个实验中, (1)和(2) 两个实验的思想方法是相同的,实验遇到问题的共同点是 被测物理量太小,不便于直接测量 ,解决问题的共同办法是 测多个相同物理量的总和,求平均值 .
考点:长度的测量;累积法测量微小质量;探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:实验题。
分析:本题主要考查对特殊测量方法的了解与运用,对被测物理量太小,不便于直接测量则测多个相同物理量的总和,求平均值从而达到减小误差的目的.
解答:解:由于铜丝的直径和大头针的质量都非常小,不能直接测量(小于测量工具的分度值),所以要测多个相同物理量的总和,求平均值从而达到减小误差的目的.
故答案为:(1)和(2);被测物理量太小,不便于直接测量;测多个相同物理量的总和,求平均值.21cnjy
点评:此题主要考查累积法的应用,在遇到我们无法直接测量的物理量时,就要认真思考,寻求间接的测量方法.
18、给你①一只节日气球、②一个木块、③一只钩码、④一根细线、⑤一个弹簧测力计、⑥一块橡皮泥、⑦多支圆形铅笔、⑧一张桌子,你能利用它们中的一个或几个的组合,通过物理实验来探究一些物理问题?请说出两个,并说出每个实验所选的器材、做法及实验说明的物理问题.
器材
做法
说明的物理问题
示例
①
用手压气球,气球会变形
力使物体形变
探究一
探究二
考点:力的作用效果;探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:实验探究题;答案开放型。
分析:要解答此题,需要结合所学物理知识,尤其是力学方向的知识、规律,根据教材实验,对器材进行变通,以达到通过备选器材进行探究物理问题的效果.
解答:解:(1)选用①②,做法是:把木块放在气球上,木块分别平放和侧放,观察气球的凹陷程度;说明压强与受力面积的关系;
(2)选用:②③④⑤⑧,做法是:用弹簧测力计通过细线水平拉木块在桌面上匀速前进,读出拉力;再在木块上放上砝码,拉力变大;说明摩擦力随压力的增大而增大;
(3)选用⑤⑥,做法:用弹簧测力计称橡皮泥重力;改变橡皮泥形状再称一次,并比较;说明重力不随物体的形状而变化;
(4)选用③,做法:松手后钩码下落,说明重力改变了钩码的运动状态.
点评:该题是一道开放性设计实验题,考查学生活用物理知识,设计实验的能力,是一道启发智力、培养学生创新实践精神的好题.
19、归纳式探究:
(1)让一摞整齐的纸从斜面滑下,发现纸张变得不齐了,这是由于纸张之间有摩擦造成的.同样,让液体在管道中流动,液体也可以看作是由许多片液层组成的,各片层之间也存在着 摩擦 ,产生液体内部的阻力,这就是液体的钻滞性.
(2)晓丽用长度相同的细管来研究液体的粘滞性,做了如下实验.在温度相同的情况下,测得1s内通过细管的液体体积如下:
实验次数
液体种类
细管半径/mm
细管两端压强差
通过细管的液体体积/mm2
1
水
1
P
100
2
油
1
P
2
3
水
2
P
1600
4
油
2
P
32
5
水
3
P
8100
6
水
1
2P
200
①可见,在相同条件下,通过细管的水的体积 大于 通过细管的油的体积.这说明不同液体的钻滞性不同,我们用液体的粘滞系数η表示.η水<η油.21cnjy
②下面是几种流体的粘滞系数表:
温度/℃
蓖麻籽油的η/Pa?s
水的η/×10﹣3Pa?s
空气的η/×10﹣6Pa?s
0
20
40
60
5.3
0.986
0.231
0.080
1.792
1.005
0.656
0.469
17.1
18.1
19.0
20.0
可见:一般诗况下,液体的粘滞系数随温度的升高而 减小 .
③在晓丽用油做的实验中,苦细管半径是3mm,1s内通过细管的油的体积是40.5mm3,则细管两端的压强差是 0.25P .
考点:速度与物体运动;探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。21cnjy
专题:信息给予题;实验探究题;归纳法。
分析:(1)液体在流动中,各液层之间也存在着滑动摩擦力;
(2)①分析表中数据,在细管半径相同和压强差的情况下,分析通过的水的体积和油的体积的关系,得出结论;
②由数据可见,同一液体的粘滞系数与其温度有关;
③根据表中数据,得出细管半径、压强差和通过细管液体体积的关系规律,进行相关计算.
解答:解:(1)液体在管道中流动,液体也可以看作是由许多片液层组成的,各片层之间存在着摩擦力;
(2)①分析表中数据不难发现,在温度、细管半径和压强差相同的情况下,通过细管的水的体积大于通过细管的油的体积;
②分析表中蓖麻子油、水和空气的粘滞系数发现,除空气外,一般液体的粘滞系数随温度的升高而减小;21*cnjy*com
③设细管半径为amm,细管两端压强差为b,通过细管的液体体积为cmm3,则根据表中数据有以下规律:
对水来说:a4×b×100=c
对油来说:a4×b×2=c
因此可以得出油细管两端的压强差的关系式是b=,
将当细管半径是a=3mm,1s内通过细管的油的体积是c=40.5mm3,代入得b=0.25P.
故答案为:(1)摩擦;
(2)①大于;②减小;③0.25P.
点评:(1)本题是一道阅读信息题,主要是通过文字叙述,从实际情景中挖掘出物理问题,注意类比法的运用和迁移能力的培养;
(2)最后一问学生不容易做出来,关键是根据表中提供的数据得出规律.
20、 “在水平木板上铺上粗糙程度不同的材料,小车自斜面顶端由静止开始滑下,比较小车沿水平面运动的距离”(如图所示).伽俐略、牛顿等科学家曾多次做过类似实验,并在此基础上分析推导出著名的牛顿第一定律.21*cnjy*com
请回答下列问题:
(1)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度 相等 (选填“相等”或“不相等”).
(2)三次实验中,小车在水平面上受到的摩擦力最大的是第 一 次,这说明小车受到摩擦力的大小与接触面的 粗糙程度 有关.
(3)进一步推理可知,若水平面绝对光滑(小车不受阻力),则小车会在水平面上做 匀速直线 运动.
解答:解:(1)每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等.
(2)第一次是毛巾,水平面粗糙程度最大,摩擦力最大.
(3)通过图中小车滑动的距离可以得出水平面越光滑,小车运动的越远,推理可知,若水平面绝对光滑(小车不受阻力),则小车会在水平面匀速直线运动.
故答案为:(1)相等.
(2)一,粗糙程度.
(3)匀速直线.
点评:本题考查学生对分析推导出著名的牛顿第一定律的实验的掌握程度.该实验是推理实验要掌握这种实验方法.
21、某物理兴趣小组研究“力对运动的影响”及“影响摩擦力的因素”.如图,三个滑道的斜面部分完全相同,水平部分材质不同(毛巾、棉衣、木板).三个相同的小木块分别从三个滑道的同一高度O处从静止释放,在水平面滑行至停止的距离sBC<sBD<sBF.
(1)控制其他因素均相同,只体现“滑道材质”与“滑行距离”的关系,这种研究方法属于 控制变量 法.
(2)三种滑行的初始段OB均相同,从能量转化的角度分析,从静止释放时,三木块的 重力势 能相同,滑到水平部分左端B处时 动 能相同,则它们的速度 相同 .
(3)在该实验时,三木块在水平面部分所受摩擦力的大小关系fBC > fBD > fBF(填不等号),这个实验只能说明物体所受摩擦力与 接触面(或支持面)的粗糙程度 有关.
(4)结合上述实验,推测和猜想:如果滑道水平部分绝对光滑,小木块将做 匀速直线运动(或匀速运动下去,或永远运动下去,或滑行无限远) .
考点:阻力对物理运动影响的探究实验;物理学方法;探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。21*cnjy*com
专题:实验探究题;控制变量法;转换法。
分析:(1)当一个物理量与两个或两个以上的因素有关时,研究该物理量时,一般采用控制变量法的思想;
(2)物体从高处由静止开始下滑时,具有的重力势能转化成动能,具有的重力势能相同,转化成的动能相同,木块的速度就相同;
(3)摩擦力的大小是通过木块在水平面上滑行的距离体现的,滑行的距离越远,木块的摩擦力就越大,这里采用了转换法的思想;摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度两个因素有关,三个相同的木块,实际上控制了压力大小相同.
(4)摩擦力越小,木块滑行的距离越远,当摩擦力为零时,木块将以原来的速度继续向前运动.21*cnjy*com
解答:解:(1)实验中,控制其它因素相同,只体现“滑道材质”与“滑行距离”的关系,这种方法称为控制变量法,物理学中很多实验都是采用的这种方法,例如探究电流与电压和电阻的关系;探究影响电阻大小的因素等.
(2)三个木块的质量相同,所处的高度相同,因此在滑到斜面上所具有的重力势能就相等;滑到水平部分时,这些重力势能就会转化成相同的动能,动能相同,木块具有的速度也就相同.
(3)木块滑行的距离sBC<sBD<sBF,因此三木块在水平面部分所受摩擦力的大小关系fBC>fBD>fBF,此实验中控制的是木块对水平面的压力相等,而水平面的粗糙程度不同,因此这个实验只能说明物体所受摩擦力与接触面(或支持面)的粗糙程度有关.
(4)如果滑道水平部分绝对光滑,木块在水平方向上不受力,它的运动状态将不会改变,一直做匀速直线运动.21*cnjy*com
故答案为:(1)控制变量;
(2)重力势;动;相同.
(3)>;>;接触面(或支持面)的粗糙程度.
(4)匀速直线运动(或匀速运动下去,或永远运动下去,或滑行无限远).
点评:该实验应用了三种物理研究方法:一是转换法,把摩擦力转换为拉力;二是控制变量法;三是科学推理法.这就要求同学们在做这个实验时,务必搞清楚每个操作步骤所对应的物理道理.
22、汽车大量增加,给人们的生活带来方便,但交通事故也随之增加,交通事故发生的一个重要原因是汽车从制动到完全停下来需要前进一段距离,这段距离的大小与轮胎和地面之间的摩擦力有直接的关系,同学们以“探究摩擦力大小与哪些因素有关”为课题进行了如下探究:
下表是某小组同学利用长木板、毛巾、2块完全相同的带钩立方体木块、弹簧测力计等器材,在实验探究时得到的一组实验数据:
实验次数
与木块的摩擦面
木块的放置方式
弹簧测力计的示数/N
1
木板表面
一木块平放
1.8
2
木板表面
一木块平放
2.9
3
毛巾表面
一木块平放
2.4
4
木板表面
两木块叠放
3.6
(1)你认为表中哪个数据是不合理的,并指出在弹簧测力计正常使用下导致数据不合理的原因: 2.9N ; 是由于没有匀速拉动木块造成的 .
(2)分析第1和第4两次实验数据,在 接触面粗糙程度 相同时, 压力 越大,摩擦力越大.这种研究问题的方法通常叫控制变量法.
(3)小丽同学提出了一个问题:摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢?然后她将木块沿竖直方向截取一半后,测得木块所受摩擦力变为原来的一半,她由此得出:摩擦力的大小随接触面积的减小而减小,你认为她的探究过程存在的缺陷是 没有控制压力不变 .要“探究摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关”应该选择一个 长方体 (填“长方体”或“正方体”)木块,至少需要通过做 2 次实验才能得出较为准确的结论.
(4)人们雪后常在汽车轮胎上缠绕防滑链,这样可以减少交通事故的发生,请你从影响摩擦力大小的因素角度说明此做法的道理 在压力不变的情况下,增大了接触面的粗糙程度,增大摩擦力 .21*cnjy*com
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:实验探究题;控制变量法。
分析:控制变量法的运用,是本实验的基本研究方法,同时,在用弹簧测力计拉动木块时,一定要尽量使其做匀速直线运动,这样拉力与摩擦力才是一对平衡力.因此,无论在设计实验、进行实验还是分析实验结论的过程中,都要注意这几点.
解答:解:(1)分析1、2两次实验可知,实验条件相同,弹簧测力计的示数应该不变,因此必定有一个出现了问题,再与实验3的结果相比较可以看出,第2次实验的2.9N显然是偏大了,造成这一结果的原因,可能是由于没有匀速拉动木块造成的;
(2)第1和第4两次实验中,接触面相同,木块的压力不同,弹簧测力计的示数不同,因此可得出在接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大;
(3)根据控制变量法的要求,在研究摩擦力大小与接触面积大小是否有关时,应保持压力、接触面的粗糙程度不变,因此,小丽的设计明显违背了控制变量法的要求;最简便的做法是选择一个长方体木块,这样在压力不变的情况下,可通过改变不同的侧面来改变接触面积的大小,至少通过两次实验,可得出相应的结论;
(4)防滑链的作用是在压力不变的情况下,在增大了接触面的粗糙程度,进而增大了摩擦力,达到了减少交通事故的效果.
故答案为:(1)2.9(2.9 N或第2次实验;是由于没有匀速拉动木块造成的;
(2)接触面的粗糙程度,压力;
(3)没有控制变量(或没有控制压力不变),长方体,2;
(4)在压力不变的情况下,增大了接触面的粗糙程度,增大摩擦力.
点评:理解和运用控制变量法,是解决此题中多个问题的关键,对此题中牵扯到了三个因素,我们一定要明确摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,与接触面积的大小无关.同时,在分析实验数据时,还要一定要特别注意如果不能匀速拉动弹簧测力计,可能对测量结果造成的影响.21*cnjy*com
23、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,形状完全相同的,实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向以速度v做匀速直线运动.
(1)比较甲、乙两图,可得出的结论是在粗糙程度相同时, 压力越大,滑动摩擦力越大 .
(2)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使 压力大小 相同.
(3)图甲中弹簧测力计的读数是 2 N.若图甲铜块以2v速度做匀速直线运动,则弹簧测力计的示数将 不变 (填“变大”、“变小”或“不变”).
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:实验题;控制变量法。
分析:实验过程中,弹簧测力计示数显示的拉力大小,物块进行匀速直线运动,滑动摩擦力等于拉力.
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关.探究滑动摩擦力跟压力大小的关系时,控制接触面粗糙程度不变;探究滑动摩擦力跟接触面粗糙程度的关系时,控制压力不变.
弹簧测力计的示数:明确每一个大格和每一个小格代表的示数.
滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变.21*cnjy*com
解答:解:(1)甲乙两图,接触面粗糙相同,压力越大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大.所以在粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大.
(2)乙丙两图探究滑动摩擦力跟接触面粗糙程度的关系,把木块和铜块叠加在一起是为了控制压力大小相同.
(3)弹簧测力计每一个大格代表1N,示数是2N.
滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,弹簧测力计示数不变.21*cnjy*com
故答案为:(1)压力越大,滑动摩擦力越大;(2)压力大小;(3)2;不变.
点评:滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟运动速度无关,跟物体进行什么运动无关.
24、在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,同学们提出了以下几种
猜想:
A.摩擦力的大小与压力大小有关
B.摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
C.摩擦力的大小与接触面积大小有关
D.摩擦力的大小与运动的速度大小有关
实验室提供的器材有:木块、长木板、弹簧测力计、砝码、棉布、毛巾等,同学们参照如图所示的实验.选择一个或两个猜想进行分组探究.
(1)在实验中,必须拉着弹簧测力计使物体沿水平方向做 匀速直线 运动.
(2)在探究猜想A时,应在其他条件不变情况下,改变 压力的大小(木块重) .
(3)某小组的实验记录如下表:
试验次数
压力大小
接触面材料
木块运动速度
测力计示数F/N
1
等于木块重
木板
慢
1.0
2
等于木块重
棉布
慢
1.5
3
等于木块重
毛巾
慢
2.0
4
等于木块重
毛巾
快
2.0
5
等于木块重
毛巾
很快
2.0
①据实验记录可知,该组同学选择猜想 B 和 D 进行探究(填字母序号).
②分析比较第1.2,3次实验记录,可得:摩擦力的大小与接触面的粗糙程度 有关 :分析比较第 3、4、5 次实验记录.可得:摩擦力的大小与物体运动的速度大小无关.
(4)分析实验数据.可得进一步的结论: 摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关 .
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。21*cnjy*com
专题:实验探究题;控制变量法。
分析:(1)在用弹簧测力计拉木块时,只有使其做匀速直线运动,物体所受的拉力才与摩擦力是一对平衡力;
(2)(3)(4)在进行实验和分析实验结论时,一定要注意控制变量法在本实验中的运用,明确哪是变化的量,哪是控制的量,这样才能得出正确的结论.
解答:解:(1)实验中,要使弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,这是二力平衡的需要,这样拉力与摩擦力才是一对平衡力;
(2)猜想A是探究摩擦力与压力大小的关系,因此,应在其他条件不变的情况下,改变压力的大小(或木块重);
(3)①分析表中数据可以看出,木块重始终不变,分别改变了接触面的粗糙程度和木块运动的速度,因此该组同学选择了猜想B和D进行了探究;
②分析1、2、3次实验可知,压力和速度均不变,只改变了接触面的粗糙程度;分析3、4、5次实验可知,压力和接触面的粗糙程度均不变,只改变了运动的速度.根据测力计示数的变化可判断摩擦力的大小是否与以上两个因素有关;
(4)综合1、2、3次实验的结论和3、4、5次实验的结论,可得出本次实验的最终结论是:摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关.
故答案为:(1)匀速直线;
(2)压力的大小(木块重);
(3)①B,D;②有关,3、4、5;21*cnjy*com
(4)摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关.
点评:(1)重点理解二力平衡在此处的运用,知道这里运用转化法通过拉力的大小测出了摩擦力的大小;
(2)(3)(4)重点运用控制变量法,明确在所研究的多个变量中,分别控制了谁,研究了谁,并最终得出有普遍意义的结论.
25、一位同学在学习了滑动摩擦力之后,认为两物体间的滑动摩擦力的大小可能与两物体的接触面积大小有关,于是他通过实验探究这个问题.
(1)为完成本实验,需要自己制作木块,他制作的木块应该选择下列选项中的 B
A.各面粗糙程度相同的正方体 B.各面粗糙程度相同,长宽高各不相同的长方体
C.各面粗糙程度不同的正方体 D.各面粗糙程度不相同,长宽高各不相同的长方体
(2)本实验中,该同学设计了两种方案:
方案一:木板水平固定,通过弹簧测力计水平拉动木块,如如图所示.21*cnjy*com
方案二:木块与弹簧测力计相连,弹簧测力计水平固定,通过细绳水平拉动木板,如如图所示.
①用方案一实验时,应该拉动木块作 匀速 运动.
②两种方案中,你认为更合理、更易于操作的是 方案二 (填“方案一”,“方案二”).
(3)应该记录的实验数据是 接触面积的大小、弹簧测力计的示数 .
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解答:解:
(1)实验目的是探究“滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积大小的关系”,必须保证压力与接触面粗糙程度相同,只改变接触面积的大小;
(2)方案一:拉动的是木块,为了得到摩擦力,应匀速拉动木块,利用二力平衡条件,通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小;
方案一中很难控制木块做匀速直线运动,所以弹簧测力计示数不稳,很难读数;
方案二中无论长木板是否做匀速直线运动,木块都处于静止状态(即平衡状态),这样拉力等于摩擦力,而且无论拉木板速度多少,摩擦力都一样,不改变摩擦力大小,所以容易操作;
(3)实验中应记录:接触面积大小、弹簧测力计示数.
故答案为:21*cnjy*com
(1)匀速;
(2)方案二;
(3)接触面积的大小、弹簧测力计的示数.
点评:考查探究摩擦力大小与什么因素有关,实验中采用了控制变量法、转换法,并对实验进行了改进,明确改进后的实验操作有什么优点.
26、(2010?孝感)小明用如图甲、乙、丙的步骤探究摩擦力的大小与哪些因素有关.
(1)实验中,他应将弹簧测力计沿 水平 方向拉动木块,使木块在水平面上做 匀速直线 运动,并记下弹簧测力计的示数.
(2)比较步骤 甲 与 乙 可得:摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关,且压力越大,摩擦力越大.比较步骤甲与丙可得:摩擦力的大小跟接触面的 粗糙程度 有关,且接触面越 粗糙 ,摩擦力越大.
(3)小明在实验中还发现:在木块还没有被拉动的情况下,弹簧测力计仍然有示数,且示数逐渐增大,直到拉动木块为止.该现象表明:物体在静止时也可能受到 摩擦 力的作用,且该力有大小与 拉 力的大小有关.
(4)上学路上,小明看见一辆汽车陷进了泥坑里,司机将一些稻草塞进后轮底下,汽车很快就爬上来了,这是利用增大 接触面的粗糙程度 的方法增大摩擦力.
考点:探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验。
专题:实验探究题;控制变量法;实验分析法;转换法。
分析:(1)摩擦力的大小不能直接测量,在实验中是通过转换法获知摩擦力大小的;
(2)影响摩擦力大小的因素有多个,实验中是采用控制变量法分别研究了压力大小与接触面粗糙程度对摩擦力大小的影响;21*cnjy*com
(3)摩擦力分三类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力.