实验探究6 研究影响滑动摩擦力大小的因素
专题考点归纳
1.转换法的应用:将无法直接测量的摩擦力转换为可以直接测量的拉力。
2.二力平衡的应用:使用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉木块的原因是使 f与F为一对平衡力。
3.控制变量法的应用:在研究压力对摩擦力的影响时,控制接触面粗糙程度相同;在研究接触面粗糙程度对摩擦力的影响时,控制压力相同。
4.实验数据处理:将数据通过图像表示出来,可以直观地得出运动和力的关系。
5.特殊实验装置:将物体与弹簧测力计固定在墙壁上,拉长木板运动,则不论长木板是否做匀速直线运动,只要物体保持静止,弹簧测力计示数都等于物体与长木板间的摩擦力。
类型 ① 测量滑动摩擦力
1.(2024 江夏区)如图所示,用0.5N的拉力 F水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。木块向右运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.木块所受的滑动摩擦力始终小于 0.5N
B.若撤去 F后木块受到的滑动摩擦力变小
C.若 F增大为1.0N,木块仍能保持匀速运动
D.木块以更快的速度做匀速运动时,F仍为0.5N
类型 ② 研究影响滑动摩擦力大小的因素
2.如图所示,放在水平桌面上的物块用细线通过定滑轮与沙桶相连,当沙桶与沙的总质量为m时,物块恰好做匀速直线运动(忽略细线与滑轮之间的摩擦)。以下说法正确的是( )
A.物块受到的滑动摩擦力大小为 mg
B.物块的重力与它对桌面的压力是一对平衡力
C.物块受到的滑动摩擦力与支持力是一对平衡力
D.继续向沙桶中加入沙子,物块受到的滑动摩擦力增大
3.小京在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,如图甲所示;将铁块放在木块上,再次用弹簧测力计水平拉动木块,使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲所示实验中,弹簧测力计的示数小于滑动摩擦力的大小
B.图乙所示实验中,木板受到的压力等于木块受到的重力
C.甲、乙两次实验,探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关
D.甲、乙两次实验,探究的是滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关
4.(2024 新洲区)在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中,某同学所用器材如图甲所示,其中长木板B的表面比A的表面更粗糙,物块各表面的粗糙程度均相同,它的长、宽和高分别是10cm、8cm和6cm。
将物块放在水平放置的长木板上,再把砝码放在物块上,用弹簧测力计水平拉动物块,沿长木板做匀速直线运动,实验记录如下表:
实验次数 物块放置情况 接触面 压力情况 弹簧测力计示数/N
1 平放 A-物块 100g的砝码放在物块上
2 平放 B-物块 100g的砝码放在物块上 2.2
3 平放 B-物块 200g的砝码放在物块上 2.4
4 侧放 B-物块 100g的砝码放在物块上
(1)第1次实验中,弹簧测力计示数如图乙所示,该示数是 N。
(2)①由1、2两次实验可知:压力相同时,物块与长木板的接触面越粗糙,物块受到的滑动摩擦力 (选填“越小”或“越大”)。
②由2、3两次实验可知:增加物块上砝码的质量,从而增大 (选填“砝码对物块”“砝码对长木板”或“物块对长木板”)的压力,这样就可以探究接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小跟压力的关系。
(3)第4次实验中,弹簧测力计示数是 N。
类型 3 滑动摩擦力实验分析
5.(2024青山区)如图所示,在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小明将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时用F=10N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做匀速直线运动,经过2s移动了40cm,下列说法中正确的是( )
①实验时必须匀速拉动长木板;②长木板受到的重力和地面对长木板的支持力是一对相互作用力;③弹簧测力计的示数小于10N;④A所受的支持力等于 A所受的重力。
A.①②④ B.③④ C.①③ D.②④
6.在探究滑动摩擦力同压力和接触面粗糙程度的关系实验中,小明使用两块长木板(其中长木板B表面更粗糙)、一块长方体木块、一个 500g的砝码、一个弹簧测力计完成了甲、乙、丙三次实验。
(1)老师告诉小明长木板要水平放置,用弹簧测力计拉动木块时也要沿水平方向拉动,使木块做匀速直线运动,这样操作的目的是使弹簧测力计的示数 (选填“大于”或“等于”)木块受到的滑动摩擦力。
(2)在乙实验中砝码随着木块一起做匀速直线运动,请画出此时砝码受力的示意图。
(3)如图丁,在冰壶比赛中,运动员手握冰刷刷冰,这是通过 (选填“甲、乙”“甲、丙”或“乙、丙”)的结论来改变冰刷与冰面间的摩擦。
(4)在甲中,如果加速拉动木块,木块与木板间摩擦力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
实验探究6 研究影响滑动摩擦力大小的因素
专题考点归纳
1.转换法的应用:将无法直接测量的摩擦力转换为可以直接测量的拉力。
2.二力平衡的应用:使用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉木块的原因是使 f与F为一对平衡力。
3.控制变量法的应用:在研究压力对摩擦力的影响时,控制接触面粗糙程度相同;在研究接触面粗糙程度对摩擦力的影响时,控制压力相同。
4.实验数据处理:将数据通过图像表示出来,可以直观地得出运动和力的关系。
5.特殊实验装置:将物体与弹簧测力计固定在墙壁上,拉长木板运动,则不论长木板是否做匀速直线运动,只要物体保持静止,弹簧测力计示数都等于物体与长木板间的摩擦力。
类型 ① 测量滑动摩擦力
1.(2024江夏区)如图所示,用0.5N的拉力 F水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。木块向右运动的过程中,下列说法正确的是(D)
A.木块所受的滑动摩擦力始终小于 0.5N
B.若撤去 F后木块受到的滑动摩擦力变小
C.若 F增大为1.0N,木块仍能保持匀速运动
D.木块以更快的速度做匀速运动时,F仍为0.5N
类型 ② 研究影响滑动摩擦力大小的因素
2.如图所示,放在水平桌面上的物块用细线通过定滑轮与沙桶相连,当沙桶与沙的总质量为 m时,物块恰好做匀速直线运动(忽略细线与滑轮之间的摩擦)。以下说法正确的是(A)
A.物块受到的滑动摩擦力大小为 mg
B.物块的重力与它对桌面的压力是一对平衡力
C.物块受到的滑动摩擦力与支持力是一对平衡力
D.继续向沙桶中加入沙子,物块受到的滑动摩擦力增大
3.小京在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,如图甲所示;将铁块放在木块上,再次用弹簧测力计水平拉动木块,使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动,如图乙所示。下列说法正确的是(C)
A.图甲所示实验中,弹簧测力计的示数小于滑动摩擦力的大小
B.图乙所示实验中,木板受到的压力等于木块受到的重力
C.甲、乙两次实验,探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关
D.甲、乙两次实验,探究的是滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关
4.(2024新洲区)在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中,某同学所用器材如图甲所示,其中长木板B的表面比A的表面更粗糙,物块各表面的粗糙程度均相同,它的长、宽和高分别是10cm、8cm和 6cm。
将物块放在水平放置的长木板上,再把砝码放在物块上,用弹簧测力计水平拉动物块,沿长木板做匀速直线运动,实验记录如下表:
实验次数 物块放置情况 接触面 压力情况 弹簧测力计示数/N
1 平放 A-物块 100g的砝码放在物块上
2 平放 B-物块 100g的砝码放在物块上 2.2
3 平放 B-物块 200g的砝码放在物块上 2.4
4 侧放 B-物块 100g的砝码放在物块上
(1)第1次实验中,弹簧测力计示数如图乙所示,该示数是 1.8 N。
(2)①由1、2两次实验可知:压力相同时,物块与长木板的接触面越粗糙,物块受到的滑动摩擦力 越大 (选填“越小”或“越大”)。
②由2、3两次实验可知:增加物块上砝码的质量,从而增大 物块对长木板 (选填“砝码对物块”“砝码对长木板”或“物块对长木板”)的压力,这样就可以探究接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小跟压力的关系。
(3)第4次实验中,弹簧测力计示数是 2.2 N。
类型 ③ 滑动摩擦力实验分析
5.(2024青山区)如图所示,在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小明将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时用F=10N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做匀速直线运动,经过2s移动了 40cm,下列说法中正确的是(B)
①实验时必须匀速拉动长木板;②长木板受到的重力和地面对长木板的支持力是一对相互作用力;③弹簧测力计的示数小于10N;④A所受的支持力等于 A 所受的重力。
A.①②④ B.③④ C.①③ D.②④
6.在探究滑动摩擦力同压力和接触面粗糙程度的关系实验中,小明使用两块长木板(其中长木板B表面更粗糙)、一块长方体木块、一个 500g的砝码、一个弹簧测力计完成了甲、乙、丙三次实验。
(1)老师告诉小明长木板要水平放置,用弹簧测力计拉动木块时也要沿水平方向拉动,使木块做匀速直线运动,这样操作的目的是使弹簧测力计的示数 等于 (选填“大于”或“等于”)木块受到的滑动摩擦力。
(2)在乙实验中砝码随着木块一起做匀速直线运动,请画出此时砝码受力的示意图。
(3)如图丁,在冰壶比赛中,运动员手握冰刷刷冰,这是通过 乙、丙 (选填“甲、乙”“甲、丙”或“乙、丙”)的结论来改变冰刷与冰面间的摩擦。
(4)在甲中,如果加速拉动木块,木块与木板间摩擦力 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”)。