人教版物理八下第八章重点专题四:探究摩擦力大小实验
1.(2020 成都模拟)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小安用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、两三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做 运动。此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2) 两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
(3)小安认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
次数 木块大小 接触面积S/cm2 摩擦力f/N
1 整块 150 1.5
2 三分之二块 100 1.0
3 三分之一块 50 0.6
(4)小安在实验中发现要保持木块匀速运动很困难,改用如图丁所示装置,在用力将木板向左拉出的过程中,弹簧测力计 (选填“A”或“B”)的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
2.(2021 龙岗区校级一模)学校物理兴趣小组做探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,实验装置如图。
(1)小于同学用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上做 运动,如图甲,弹簧测力计的示数是0.6N,根据 条件可知,则木块A与水平桌面之间的滑动摩擦力是 N;若木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
(2)小芳同学把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,如图乙,比较图乙与图甲,可以得出滑动摩擦力的大小与 有关。
(3)实验过程中,小金同学突发奇想,将两个完全相同的木块A和B固定在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,如图丙。比较图丙和图乙,发现它们的弹簧测力计示数相等,说明滑动摩擦力的大小与受力面积的大小无关。则图丙的弹簧测力计示数是 N。
3.(2021 宝应县校级模拟)在探究“滑动摩擦力大小和哪些因素有关”的实验中。
(1)此实验是根据 原理测出摩擦力大小的。
(2)小明刚开始拉木块时,他的水平拉力逐渐增大,但木块仍静止,木块所受的摩擦力 (填“变大”“变小”或“不变”);木块被拉动,且越来越快,小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为2N,他认为这时摩擦力的大小为2N,他操作中的错误是 。
(3)小明把木块沿竖直方向截掉一部分后,继续图甲的操作如图丁,测得摩擦力减小,由此得出结论:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他探究过程中存在的问题是 ,改进方法是 (木块各表面粗糙程度不同)。
4.(2021 船营区一模)如图所示,小明用弹簧测力计、木块、砝码、长木板和毛巾研究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验。
(1)实验过程中,应拉着木块在木板上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N;
(2)对比甲、乙两次实验,是为了研究滑动摩擦力的大小与 的关系;
(3)小明想进一步研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块,为了使用现有实验器材顺利完成此实验,小明采取的办法是: ,测出滑动摩擦力的大小,再和实验甲进行比较,完成了实验。
5.(2021 襄垣县校级一模)如图甲所示,小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)弹簧测力计测量滑动摩擦力之前,指针未指在零刻度线上,应对弹簧测力计进行 。
(2)小明操作的错误之处是 。
(3)小明将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
(4)在实验后交流的过程中,小明发现有同学将该实验改成了如图乙中所示的实验装置:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块。木块下面是一长木板,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)
6.(2021春 射阳县校级月考)小伟要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,他猜想影响滑动摩擦力
大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。
接下来小伟通过如图所示实验操作验证他的猜想:
(1)实验中小伟应该用弹簧测力计沿 方向拉动木块在长木板上做 。
(2)如果小伟要探究猜想②,他应该选择甲丙两幅图所示的实验步骤来操作,根据图中弹簧测力计的示数可得出结论:在其他因素相同的情况下, ,滑动摩擦力越大。
(3)小伟要探究猜想③,他将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图丁所示。他比较甲和丁的实验结果,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 (可靠、不可靠),原因是 。
(4)小明仔细观察了小伟的实验过程,发现了一些问题,经过认真分析研究,他们最后把实验装置改进为图戊所示装置,利用如图戊装置进行实验有许多优点,以下不是其优点的选项为 。
A.不需要匀速拉动
B.测力计示数稳定
C.实验更容易操作
D.实验原理更合理
(5)在图戊的实验中,小明发现弹簧测力计的示数仍然时大时小,你认为主要的原因是 。
7.(2021春 沙坪坝区校级月考)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”小夏设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中,弹簧测力计 (选填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)图;
(3)比较甲、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,小夏得出结论:滑动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”“错误”)的;
(4)小夏又拉着物块A在冰块表面滑动,他观察到在滑动过程中少许冰 (填物态变化名称)成了水,这主要是因为物块A在滑动过程中摩擦力对冰块 增加了冰块的内能。
(5)如图,他用力水平加速拉动木板,待测力计示数稳定后,测力计的示数为2.0N,木块受到的滑动摩擦力 2.0N(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
8.(2020秋 五华区期末)小俊同学为了弄清鞋子外底防滑性能与哪些因素有关,他结合学习过的相关知识猜想:鞋子外底防滑性能可能与接触面上的压力、鞋底材料、鞋底花纹和接触面的材质有关,于是他进行了实验探究,并收集到了一些实验数据,如表所示。其中,重3N的鞋子A和重3.8N的鞋子B外底材料相同但花纹不同。
序号 鞋子 图示 接触面 滑动摩擦力N
1 鞋子A 水泥地面 1.7
2 鞋子A 塑胶地面 2.2
3 鞋子A 瓷砖 1.0
4 一只鞋子B压在鞋子A上 瓷砖 2.5
5 两只鞋子B压在鞋子A上 瓷砖 4.0
6 鞋子B 瓷砖 1.3
7 一只鞋子A压在鞋子B上 瓷砖 2.7
(1)小俊同学认为,鞋子外底防滑性能的好坏,本质上就是外底与接触面间的摩擦力的关系,相同条件下外底与接触面间的摩擦力越 ,说明鞋子外底的防滑性能越好;
(2)他用弹簧测力计水平拉着鞋子在水平地面上 运动时,弹簧测力计的示数等于鞋子所受的滑动摩擦力;若他拉着鞋子匀速前进的速度由0.02m/s变为0.04m/s,在其他情况不变时鞋底受到的滑动摩擦力将 (填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)通过序号为3和6的两次实验,小俊得出鞋子B的防滑性能优于鞋子A的结论,这个结论是 的;
(4)由表中序号为1、2、3的数据可知,鞋子的防滑性能与 有关;由表中序号为3、4、5的数据可知,在接触面的材质相同时,接触面上 越大,鞋子外底所受摩擦力越大;表中序号为 的两个实验可以说明鞋子的外底防滑性能与鞋底花纹有关。
9.(2021春 云阳县校级月考)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,含含设计了如图所示的实验,其中木块A的重力为6N,长木板B重力为14N。
(1)实验过程中,根据 的知识可知,弹簧测力计必须拉着物块沿水平方向做匀速直线运动,才能用弹簧测力计示数表示滑动摩擦力大小;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关;比较 实验,是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关;
(3)比较甲、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,含含得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,此探究过程中存在的问题是 ;
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中弹簧测力计是在运动过程中读数,误差较大。于是含含又设计了如图戊所示的实验方案,该方案 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板B。
(5)在物理学中,我们把两个物体间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“动摩擦因数”,用符号μ表示。在如图戊所示实验中,木块A与长木板B间的动摩擦因数μ= ,已知长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若用拉力F将长木块B匀速抽出,则拉力F= N。
10.(2020秋 沈丘县期末)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A为木块,B为重物,甲和乙两图中的接触面相同,丙图中接触面较粗糙。
(1)实验要测出滑动摩擦力的大小,他应该让木块在水平面上做 运动,实验中,弹簧测力计对木块的拉力 (选填“>”“<”或“=”)木块受到的摩擦力。
(2)甲、乙两图实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系,根据实验现象可得正确的结论,则支持该结论的实验现象是 。
(3)小明通过甲、乙两图实验得到了正确的结论,下列现象中利用了该结论的是 (选填字母)。
A.轴承上加润滑油
B.体操运动员在手上涂镁粉
C.刹车时用力捏自行车的手闸
D.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
(4)上述实验中,主要应用到的实验方法是转换法和 ,实验结束后,小明在图甲的基础上设计了图丁所示实验,请你判断:图丁中,木块水平运动时所受滑动摩擦力 (选填“>”“<”或“=”)图甲中木块所受滑动摩擦力。
11.(2020秋 漳州期末)如图所示是小新同学探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验中应保持木块在水平木板上做 运动,使得拉力大小 (选填“小于”“大于”或“等于”)摩擦力;
(2)若要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选择 两图进行实验;
(3)甲、乙两图是探究滑动摩擦力大小与 的关系,小新改变放在木块上的钩码个数,测出的实验数据如下表所示,请你在图中画出f﹣F的图像;
实验次数 1 2 3
压力F/N 2 3 4
摩擦力f/N 0.8 1.2 1.6
根据图像可得f与F的关系式是 ;
(4)小昌同学对上述实验进行了改进,设计了如图丁所示的装置:将弹簧测力计一端固定,用F1拉动小车时,小车 (选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动;此时弹簧测力计示数为F2,则摩擦力大小为 (选填“F1”或“F2”)。
12.(2020秋 仓山区校级期末)小宇要探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
A.接触面所受的压力大小 B.接触面的粗糙程度 C.物体运动的速度
接下来小宇通过如图所示的实验操作开展探究。
(1)进行甲、乙、丙图实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做 运动;
(2)要验证猜想B,需按照 两个图(选填“甲”、“乙”或“丙”)进行对比实验;
(3)比较甲、乙图的实验,得到的实验结论是 ;
(4)小颖发现小宇上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置,如图丁所示。改进后长木板 (选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动,这是因为滑动摩擦力的大小与 无关,进一步分析可知木板受到木块对它的水平向 (选填“左”或“右”)的摩擦力。
13.(2020秋 长乐区期末)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 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;
(2)比较甲、乙两图,可得到的结论是:在接触面的粗糙程度相同时, ,滑动摩擦力越大;
(3)乙图、丙图中的铜块和木块叠在一起的目的是使 相同,比较乙、丙两图是为了验证 (选填“猜想一”“猜想二”或“猜想三”);
(4)小明为了探究验证“猜想三”,将木块和铜块绑在一起做为一个整体竖立放置在长木板上,如丁图,测出滑动摩擦力的大小并与乙图比较。你认为他的探究方案中存在的主要缺陷是:没有控制 相同。
14.(2020秋 泉州期末)佳佳想探究一下立定跳远时所穿运动鞋的防滑效果。她准备了如下的物品:一双洗干净的运动鞋、一张练习立定跳远用的橡胶垫、一个弹簧测力计和细线。
(1)为了能准确地测量滑动摩擦力的大小,应该让运动鞋沿水平方向做匀速直线运动,这样做的目的是 。
(2)将运动鞋放在水平桌面的橡胶垫上,按正确的方法拉动,弹簧测力计的示数如图甲所示,示数为 N;若实际拉动的过程中,没有做到匀速直线运动,则鞋子受到的滑动摩擦力是 (选填“变化”或“不变”)的。
(3)按上面的方法很难控制匀速拉动运动鞋。经过思考后,佳佳对实验进行了改进:让弹簧测力计和鞋子保持静止,拉动鞋子下面的橡胶垫,如图乙所示,这样做的好处是 。
15.(2020秋 官渡区期末)物理课上,同学们提出:影响滑动摩擦力大小的因素可能与压力、接触面的粗糙程度、接触面面积等有关。某学习小组设计了如图1所示实验装置进行探究。
实验序号 压力F压/N 接触面 接触面面积S/cm2 弹簧测力计示数F/N
1 2 木板面 0.4 0.8
2 2 毛巾面 0.4 1.0
3 4 木板面 0.4 1.6
4 4 木板面 0.2 1.6
(1)实验过程中,用弹簧测力计拉着物块沿水平方向做 运动,目的是使滑动摩擦力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)比较1、2两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 有关:比较1、3两次实验,可以得出的结论是 ;
(3)为了探究滑动摩擦力大小与接触面面积是否有关系,应选择 (填序号)实验;分析可知滑动摩擦力大小与接触面面积 ;(选填“有关”或“无关”)
(4)另一小组用图2所示实验装置进行实验,发现实验效果更好。你认为图2实验装置优点是 。
(5)下列常见现象属于减小摩擦的是 。
A.运动员在手上涂镁粉 B.磁悬浮列车 C.旅游鞋底部有花纹 D.演奏二胡时在琴弦上抹松香
人教版物理八下第八章重点专题四:探究摩擦力大小实验
参考答案与试题解析
一.试题(共15小题)
1.(2020 成都模拟)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小安用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、两三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做 匀速直线 运动。此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2) 乙、丙 两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
(3)小安认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 切分后改变了木块的面积和质量,导致实验过程未控制木块对接触面的压力相同,影响实验结论 。
次数 木块大小 接触面积S/cm2 摩擦力f/N
1 整块 150 1.5
2 三分之二块 100 1.0
3 三分之一块 50 0.6
(4)小安在实验中发现要保持木块匀速运动很困难,改用如图丁所示装置,在用力将木板向左拉出的过程中,弹簧测力计 B (选填“A”或“B”)的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
【解答】解:(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做匀速直线运动,根据二力平衡,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,要控制压力相同,故乙、丙两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
(3)研究滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,要控制压力和接触面粗糙程度相同,小安在上述A实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后进行探究,切分后改变了木块的面积和质量,导致实验过程未控制木块对接触面的压力相同,影响实验结论,故这种做法错误;
(4)图丁所示装置中,木块相对地面处于静止状态,受到的测力计B的拉力与木块受到的摩擦力为一对平衡力,大小相同,故在用力将木板向左拉出的过程中,弹簧测力计B的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
故答案为:(1)匀速直线;(2)乙、丙;(3)错误;切分后改变了木块的面积和质量,导致实验过程未控制木块对接触面的压力相同,影响实验结论;(4)B。
2.(2021 龙岗区校级一模)学校物理兴趣小组做探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,实验装置如图。
(1)小于同学用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上做 匀速直线 运动,如图甲,弹簧测力计的示数是0.6N,根据 二力平衡 条件可知,则木块A与水平桌面之间的滑动摩擦力是 0.6 N;若木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将 不变 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
(2)小芳同学把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,如图乙,比较图乙与图甲,可以得出滑动摩擦力的大小与 压力大小 有关。
(3)实验过程中,小金同学突发奇想,将两个完全相同的木块A和B固定在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,如图丙。比较图丙和图乙,发现它们的弹簧测力计示数相等,说明滑动摩擦力的大小与受力面积的大小无关。则图丙的弹簧测力计示数是 1.2 N。
【解答】解:
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力平衡,根据二力平衡条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,则木块A与水平桌面之间的滑动摩擦力,0.6N;
若木块在运动过程中拉力突然变大,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力的大小也不变;
(2)小芳同学把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动,如图乙,比较图乙与图甲,控制压力大小不相同,接触面的粗糙程度相同,可以得出滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(3)甲图中弹簧测力计的示数为0.6N,则木块受到的滑动摩擦力为0.6N,丙图中将A、B紧靠着放在水平桌面上,接触面的粗糙程度不变,压力变为甲图中的2倍,故摩擦力变为甲图中的2倍,所以图丙的弹簧测力计示数是1.2N。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;0.6;不变;(2)压力大小;(3)1.2。
3.(2021 宝应县校级模拟)在探究“滑动摩擦力大小和哪些因素有关”的实验中。
(1)此实验是根据 二力平衡 原理测出摩擦力大小的。
(2)小明刚开始拉木块时,他的水平拉力逐渐增大,但木块仍静止,木块所受的摩擦力 变大 (填“变大”“变小”或“不变”);木块被拉动,且越来越快,小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为2N,他认为这时摩擦力的大小为2N,他操作中的错误是 没有控制木块做匀速直线运动 。
(3)小明把木块沿竖直方向截掉一部分后,继续图甲的操作如图丁,测得摩擦力减小,由此得出结论:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他探究过程中存在的问题是 没有控制压力的大小相等 ,改进方法是 把截掉部分叠在木块上面 (木块各表面粗糙程度不同)。
【解答】解:
(1)在实验中拉动木板运动时,木板做匀速直线运动,根据二力平衡条件,木板受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,所以拉力与摩擦力的大小相等;
(2)虽然水平拉力逐渐增大,但是木块始终处于静止状态,所以在水平方向受到的拉力与摩擦力相互平衡,大小相等;由于拉力在增大,所以摩擦力也在增大;
木块被拉动,且越来越快,由于木块没有做匀速直线运动,所以此时拉力与摩擦力的大小不相等;
(3)把木块沿竖直方向截掉一部分后,继续图甲的操作如图丁,测得摩擦力减小,由此得出结论:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。该结论是错误的,探究过程中存在的问题是没有控制压力的大小相等;
改进方法是把截掉部分叠在上面,这样可控制压力的大小相等,而接触面积不同,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系;
故答案为:(1)二力平衡;(2)变大;没有控制木块做匀速直线运动;(3)没有控制压力的大小相等;把截掉部分叠在木块上面。
4.(2021 船营区一模)如图所示,小明用弹簧测力计、木块、砝码、长木板和毛巾研究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验。
(1)实验过程中,应拉着木块在木板上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 4.2 N;
(2)对比甲、乙两次实验,是为了研究滑动摩擦力的大小与 压力大小 的关系;
(3)小明想进一步研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块,为了使用现有实验器材顺利完成此实验,小明采取的办法是: 先将丙实验中木块上的砝码取下 ,测出滑动摩擦力的大小,再和实验甲进行比较,完成了实验。
【解答】解:(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件可知,拉力大小等于摩擦力的大小,弹簧测力计的示数如图甲所示,图中测力计分度值为0.2N,示数为4.2N,即木块受到的滑动摩擦力大小为4.2N;
(2)观察三个实验,分析比较甲、乙两次可知,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,测力计示数大,滑动摩擦力大,故可以得出滑动摩擦力大小与压力大小有关;
(3)丙是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,由于摩擦力较大,测力计量程不够,可使丙的压力与甲相同进行探究,所以可以将丙实验中木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力,再和甲实验进行比较。
故答案为:(1)4.2;(2)压力大小;(3)先将丙实验中木块上的砝码取下。
5.(2021 襄垣县校级一模)如图甲所示,小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)弹簧测力计测量滑动摩擦力之前,指针未指在零刻度线上,应对弹簧测力计进行 调零 。
(2)小明操作的错误之处是 拉力不在水平方向 。
(3)小明将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他在探究过程中存在的问题是 没有控制压力相同 。
(4)在实验后交流的过程中,小明发现有同学将该实验改成了如图乙中所示的实验装置:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块。木块下面是一长木板,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 由于不需要木板做匀速直线运动,故便于操作(或由于测力计静止便于读数等) 。(写出一条即可)
【解答】解:(1)弹簧测力计测量滑动摩擦力之前,指针未指在零刻度线上,应对弹簧测力计进行调零;
(2)由图示实验可知,实验操作出现了错误是:没有用弹簧测力计拉木块沿水平方向做匀速直线运动;
(3)小明将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他的探究过程中存在的问题是没有控制压力相同;
(4)如图乙中所示的实验装置:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块A.木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向左运动。这样改进以后的好处是由于不需要木板做匀速直线运动,故便于操作(或由于测力计静止便于读数等)。
故答案为:(1)调零;(2)拉力不在水平方向;(3)没有控制压力相同;(4)由于不需要木板做匀速直线运动,故便于操作(或由于测力计静止便于读数等)。
6.(2021春 射阳县校级月考)小伟要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,他猜想影响滑动摩擦力
大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。
接下来小伟通过如图所示实验操作验证他的猜想:
(1)实验中小伟应该用弹簧测力计沿 水平 方向拉动木块在长木板上做 匀速直线运动 。
(2)如果小伟要探究猜想②,他应该选择甲丙两幅图所示的实验步骤来操作,根据图中弹簧测力计的示数可得出结论:在其他因素相同的情况下, 接触面越粗糙 ,滑动摩擦力越大。
(3)小伟要探究猜想③,他将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图丁所示。他比较甲和丁的实验结果,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 不可靠 (可靠、不可靠),原因是 没有控制压力大小相同 。
(4)小明仔细观察了小伟的实验过程,发现了一些问题,经过认真分析研究,他们最后把实验装置改进为图戊所示装置,利用如图戊装置进行实验有许多优点,以下不是其优点的选项为 D 。
A.不需要匀速拉动
B.测力计示数稳定
C.实验更容易操作
D.实验原理更合理
(5)在图戊的实验中,小明发现弹簧测力计的示数仍然时大时小,你认为主要的原因是 木板的粗糙程度不均匀 。
【解答】解:(1)实验中应该用弹簧测力计水平匀速直线拉动木块在长木板上滑动,由二力平衡条件知道,此时拉力与滑动摩擦力平衡,即出拉力大小等于摩擦力大小;
(2)要探究②,即滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,根据控制变量法知道,他应控制压力相同,只改变接触面的粗糙程度,所以应选择甲和丙两幅图所示的实验步骤来操作;该实验可得出的结论是:在其他条件相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)要探究③,即滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系,应控制压力大小和接触面的粗糙程度不变,只改变接触面积,而他将木块切去一半,接触面积变化的同时压力也发生了变化,即没有控制压力大小相同,所以他的结论不可靠;
(4)在此实验中,很难控制拉动木块做匀速直线运动,测力计的示数不稳定,读数较困难,而乙图不需要做匀速拉动,木块始终保持静止状态,弹簧测力计的示数就很稳定,实验更容易操作,但是它们的实验原理是相同的,都是二力平衡,故D符合题意;
(5)木板的粗糙程度不均匀,影响摩擦力的大小,会造成弹簧测力计的示数不容易稳定,弹簧测力计示数时大时小。
故答案为:(1)匀速直线; 等于; (2)接触面越粗糙;(3)不可靠;没有控制压力大小相同; (4)D;(5)木板的粗糙程度不均匀。
7.(2021春 沙坪坝区校级月考)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”小夏设计了如图所示的实验。
(1)实验过程中,弹簧测力计 必须 (选填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是 丁 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)图;
(3)比较甲、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,小夏得出结论:滑动擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论是 错误 (选填“正确”“错误”)的;
(4)小夏又拉着物块A在冰块表面滑动,他观察到在滑动过程中少许冰 熔化 (填物态变化名称)成了水,这主要是因为物块A在滑动过程中摩擦力对冰块 做功 增加了冰块的内能。
(5)如图,他用力水平加速拉动木板,待测力计示数稳定后,测力计的示数为2.0N,木块受到的滑动摩擦力 等于 2.0N(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【解答】解:(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,此时,滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计的示数;
(2)压力越小,接触面越光滑,滑动摩擦力越小,在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是丁图;
(3)研究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小的关系,要控制压力大小和接触面粗糙程度相同,将物体切去一半,则压力变小了,故他的结论是错误的。
(4)物块A在滑动过程中摩擦力对冰块做功,机械能转化为内能,增加了冰块的内能,少许冰会熔化成水。
(5)因影响滑动摩擦力大小因素为压力大小和接触面的粗糙程度,与速度大小无关,故在实验中,木块以更大的速度匀速运动时,受到的滑动摩擦力大小不变,则弹簧测力计的示数等于2.0N。
故答案为:(1)必须;(2)丁;(3)错误;(4)熔化;做功;(5)等于。
8.(2020秋 五华区期末)小俊同学为了弄清鞋子外底防滑性能与哪些因素有关,他结合学习过的相关知识猜想:鞋子外底防滑性能可能与接触面上的压力、鞋底材料、鞋底花纹和接触面的材质有关,于是他进行了实验探究,并收集到了一些实验数据,如表所示。其中,重3N的鞋子A和重3.8N的鞋子B外底材料相同但花纹不同。
序号 鞋子 图示 接触面 滑动摩擦力N
1 鞋子A 水泥地面 1.7
2 鞋子A 塑胶地面 2.2
3 鞋子A 瓷砖 1.0
4 一只鞋子B压在鞋子A上 瓷砖 2.5
5 两只鞋子B压在鞋子A上 瓷砖 4.0
6 鞋子B 瓷砖 1.3
7 一只鞋子A压在鞋子B上 瓷砖 2.7
(1)小俊同学认为,鞋子外底防滑性能的好坏,本质上就是外底与接触面间的摩擦力的关系,相同条件下外底与接触面间的摩擦力越 大 ,说明鞋子外底的防滑性能越好;
(2)他用弹簧测力计水平拉着鞋子在水平地面上 做匀速直线 运动时,弹簧测力计的示数等于鞋子所受的滑动摩擦力;若他拉着鞋子匀速前进的速度由0.02m/s变为0.04m/s,在其他情况不变时鞋底受到的滑动摩擦力将 不变 (填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)通过序号为3和6的两次实验,小俊得出鞋子B的防滑性能优于鞋子A的结论,这个结论是 正确 的;
(4)由表中序号为1、2、3的数据可知,鞋子的防滑性能与 接触面的材料 有关;由表中序号为3、4、5的数据可知,在接触面的材质相同时,接触面上 压力 越大,鞋子外底所受摩擦力越大;表中序号为 4、5 的两个实验可以说明鞋子的外底防滑性能与鞋底花纹有关。
【解答】解:(1)小俊同学认为,鞋子外底防滑性能的好坏,本质上就是外底与接触面间的摩擦力的关系,相同条件下外底与接触面间的摩擦力越大,说明鞋子外底的防滑性能越好;
(2)他用弹簧测力计水平拉着鞋子在水平地面上做匀速直线运动时,根据二力平衡,弹簧测力计的示数等于鞋子所受的滑动摩擦力;若他拉着鞋子匀速前进的速度由0.02m/s变为0.04m/s,因影响滑动摩擦力大小的两个因素:压力大小和接触面的粗糙程度都不变,故在其他情况不变时鞋底受到的滑动摩擦力将不变;
(3)通过序号为3和6的两次实验,接触面粗糙相同,鞋子B受到的滑动摩擦力大,故小俊得出鞋子B的防滑性能优于鞋子A的结论,这个结论是正确的;
(4)由表中序号为1、2、3的数据可知,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,鞋子受到的滑动摩擦力不同,故鞋子的防滑性能与接触面的材料有关;由表中序号为3、4、5的数据可知,在接触面的材质相同时,接触面上压力越大,鞋子外底所受摩擦力越大;
研究鞋子的外底防滑性能与鞋底花纹有关,要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同,故表中序号为4、5的两个实验可以说明鞋子的外底防滑性能与鞋底花纹有关。
故答案为:(1)大;(2)做匀速直线;不变;(3)正确;(4)接触面的材料;压力;4、5。
9.(2021春 云阳县校级月考)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,含含设计了如图所示的实验,其中木块A的重力为6N,长木板B重力为14N。
(1)实验过程中,根据 二力平衡 的知识可知,弹簧测力计必须拉着物块沿水平方向做匀速直线运动,才能用弹簧测力计示数表示滑动摩擦力大小;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 压力 有关;比较 乙、丙 实验,是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关;
(3)比较甲、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,含含得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,此探究过程中存在的问题是 没有控制压力不变 ;
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中弹簧测力计是在运动过程中读数,误差较大。于是含含又设计了如图戊所示的实验方案,该方案 不需要 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板B。
(5)在物理学中,我们把两个物体间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“动摩擦因数”,用符号μ表示。在如图戊所示实验中,木块A与长木板B间的动摩擦因数μ= 0.3 ,已知长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若用拉力F将长木块B匀速抽出,则拉力F= 9.8 N。
【解答】解:(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时物块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,这用到了转换法;
(2)由图甲、乙所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,可以应用甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与压力的关系;
研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关时,需要控制压力相同,接触面的粗糙程度不同,故需要对比图乙、丙所示实验;
(3)由图甲、丁所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于没有控制物体间的压力相同,他的结论是错误的;
(4)如图丁所示的实验方案,A相对地面处于静止状态,受到的测力计的拉力与受到摩擦力为一对平衡力,大小相等,故该方案不需要长木板做匀速直线运动;
(5)物体A的重力:G=mg=0.6kg×10N/kg=6N;
由甲图知,木块A与B之间的动摩擦因数大小为:μA===0.3;
已知A、B两个木块之间的动摩擦因数大小为0.4,B对地面的压力等于A、B的总重力,为FB=14N+6N=20N:
则地面对B的摩擦力为:fB=μBFB=0.4×20N=8N;
根据力的相互性可知,A对B的摩擦力大小为:fA=1.8N;
两个摩擦力的方向都是水平向右的,由力的合成可知,拉力F=fB+fA=8N+1.8N=9.8N;
故答案为:(1)二力平衡;(2)压力;乙、丙;(3)没有控制压力不变;(4)不需要;(5)0.3;9.8。
10.(2020秋 沈丘县期末)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A为木块,B为重物,甲和乙两图中的接触面相同,丙图中接触面较粗糙。
(1)实验要测出滑动摩擦力的大小,他应该让木块在水平面上做 匀速直线 运动,实验中,弹簧测力计对木块的拉力 = (选填“>”“<”或“=”)木块受到的摩擦力。
(2)甲、乙两图实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 压力大小 的关系,根据实验现象可得正确的结论,则支持该结论的实验现象是 乙图弹簧测力计示数比甲图示数大 。
(3)小明通过甲、乙两图实验得到了正确的结论,下列现象中利用了该结论的是 C (选填字母)。
A.轴承上加润滑油
B.体操运动员在手上涂镁粉
C.刹车时用力捏自行车的手闸
D.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
(4)上述实验中,主要应用到的实验方法是转换法和 控制变量法 ,实验结束后,小明在图甲的基础上设计了图丁所示实验,请你判断:图丁中,木块水平运动时所受滑动摩擦力 = (选填“>”“<”或“=”)图甲中木块所受滑动摩擦力。
【解答】解:(1)实验要测出滑动摩擦力的大小,他应该让木块在水平面上做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计对木块的拉力=木块受到摩擦力;
(2)甲、乙两图实验中,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,故是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系;根据实验现象可得出:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大,支持该结论的实验现象是乙图弹簧测力计示数比甲图示数大;
(3)根据甲、乙两图的实验可知,在接触面粗糙程度相同的条件下,增大压力可增大滑动摩擦力;
A.轴承上加润滑油,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的,故A不符合题意;
B.体操运动员在手上涂镁粉,属于通过增大接触的粗糙程度来增大摩擦,故B不符合题意;
C.刹车时用力捏自行车的手闸,是通过增大压力的方法来增大摩擦的,故C符合题意;
D.移动很重的石块时,在地上铺设滚木,用滚动摩擦代替滑动摩擦从而减小摩擦,故D不符合题意;
故选C;
(4)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,实验需要用到控制变量法;
图丁和图甲中木块对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,故图丁中,木块水平运动时所受滑动摩擦力等于图甲中木块所受滑动摩擦力。
故答案为:(1)匀速直线;=;(2)压力大小;乙图弹簧测力计示数比甲图示数大;(3)C;(4)控制变量法;=。
11.(2020秋 漳州期末)如图所示是小新同学探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验中应保持木块在水平木板上做 匀速直线 运动,使得拉力大小 等于 (选填“小于”“大于”或“等于”)摩擦力;
(2)若要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选择 甲丙 两图进行实验;
(3)甲、乙两图是探究滑动摩擦力大小与 压力大小 的关系,小新改变放在木块上的钩码个数,测出的实验数据如下表所示,请你在图中画出f﹣F的图像;
实验次数 1 2 3
压力F/N 2 3 4
摩擦力f/N 0.8 1.2 1.6
根据图像可得f与F的关系式是 f=0.4F ;
(4)小昌同学对上述实验进行了改进,设计了如图丁所示的装置:将弹簧测力计一端固定,用F1拉动小车时,小车 不一定 (选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动;此时弹簧测力计示数为F2,则摩擦力大小为 F2 (选填“F1”或“F2”)。
【解答】解:(1)实验中需要用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,根据二力平衡,拉力等于摩擦力;
(2)要探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系,需要控制压力大小相同,接触面粗糙程度不同,图甲丙符合题意;
(3)由甲乙图像可知接触面粗糙相同,压力大小不同,是探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系;
描点连线得到摩擦力与压力的关系图像如图所示:
;
由表格中数据知,f与F的比值为0.4,可得摩擦力与压力的关系式为f=0.4F;
(4)如图丁所示的装置中,木块相对地面处于静止状态,滑动摩擦力大小的与压力大小、接触面粗糙程度有关,两个因素不变,滑动摩擦力不变,和运动速度无关,受到的滑动摩擦力与测力计的拉力为一对平衡力,平板小车不一定做匀速直线运动,与用力F1拉动小车时,力的大小无关;
此时弹簧测力计示数为F2,则摩擦力大小为F2。
故答案为:(1)匀速直线;等于;(2)甲丙;(3)压力大小;;f=0.4F;(4).不一定;F2。
12.(2020秋 仓山区校级期末)小宇要探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
A.接触面所受的压力大小 B.接触面的粗糙程度 C.物体运动的速度
接下来小宇通过如图所示的实验操作开展探究。
(1)进行甲、乙、丙图实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做 匀速直线 运动;
(2)要验证猜想B,需按照 甲、丙 两个图(选填“甲”、“乙”或“丙”)进行对比实验;
(3)比较甲、乙图的实验,得到的实验结论是 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 ;
(4)小颖发现小宇上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置,如图丁所示。改进后长木板 不一定 (选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动,这是因为滑动摩擦力的大小与 速度 无关,进一步分析可知木板受到木块对它的水平向 左 (选填“左”或“右”)的摩擦力。
【解答】解:(1)进行甲、乙、丙图实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,此时物体在水平方向上受到平衡力的作用,由二力平衡的条件,拉力大小才等于摩擦力的大小;
(2)要验证猜想B,即滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,要控制压力大小相同和速度大小相同,改变接触面的粗糙程度,需按照甲、丙两个图进行对比实验;
(3)比较甲、乙图的实验知,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,弹簧测力计的示数大,乙受到的滑动摩擦力也大,故实验结论是:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(4)如图丁所示,改进后长木板不一定要做匀速直线运动(影响滑动摩擦力的两个因素:压力大小和接触面粗糙程度不变),这是因为滑动摩擦力的大小与速度无关;
木块相对地面处于静止状态,受到的测力计的拉力与木板施加的摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,而测力计施加的拉力方向水平向左,故木块受到的木板施加的摩擦力方向水平向右,由力的作用是相互的,木板受到木块对它的水平向左的摩擦力。
故答案为:(1)匀速直线;(2)甲、丙;(3)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(4)不一定;速度;左。
13.(2020秋 长乐区期末)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;
(2)比较甲、乙两图,可得到的结论是:在接触面的粗糙程度相同时, 压力越大 ,滑动摩擦力越大;
(3)乙图、丙图中的铜块和木块叠在一起的目的是使 对接触面的压力 相同,比较乙、丙两图是为了验证 猜想二 (选填“猜想一”“猜想二”或“猜想三”);
(4)小明为了探究验证“猜想三”,将木块和铜块绑在一起做为一个整体竖立放置在长木板上,如丁图,测出滑动摩擦力的大小并与乙图比较。你认为他的探究方案中存在的主要缺陷是:没有控制 没有控制接触面的粗糙程度 相同。
【解答】解:
(1)测滑动摩擦力大小时,要用弹簧测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,根据二力平衡的条件,此时弹簧测力计的示数即为物体所受滑动摩擦力的大小;
(2)甲、乙两图接触面粗糙程度相同,压力越大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大。所以,比较甲、乙两图,可得到的结论是:在触面粗糙程度相同的条件下,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)乙、丙两图,铜块和木块叠在一起的目的是对接触面的压力相同,比较乙、丙两图知:在压力相同的条件下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,所以乙丙两图探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系;比较乙、丙两图是为了验证猜想二;
(4)当所要研究的物理量与多个因素有关时,采用的探究方法应是控制变量法,要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”,应控制压力大小和接触面的粗糙程度相同,而小明将木块和铜块做为一个整体竖着放置在长木板上,由图可知,只控制了压力大小相同,他的探究方案中存在的主要缺陷是:没有控制接触面粗糙程度相同。
故答案为:(1)匀速直线;(2)压力越大;(3)对接触面的压力;猜想二;(4)没有控制接触面的粗糙程度。
14.(2020秋 泉州期末)佳佳想探究一下立定跳远时所穿运动鞋的防滑效果。她准备了如下的物品:一双洗干净的运动鞋、一张练习立定跳远用的橡胶垫、一个弹簧测力计和细线。
(1)为了能准确地测量滑动摩擦力的大小,应该让运动鞋沿水平方向做匀速直线运动,这样做的目的是 使摩擦力与拉力相等 。
(2)将运动鞋放在水平桌面的橡胶垫上,按正确的方法拉动,弹簧测力计的示数如图甲所示,示数为 2.8 N;若实际拉动的过程中,没有做到匀速直线运动,则鞋子受到的滑动摩擦力是 不变 (选填“变化”或“不变”)的。
(3)按上面的方法很难控制匀速拉动运动鞋。经过思考后,佳佳对实验进行了改进:让弹簧测力计和鞋子保持静止,拉动鞋子下面的橡胶垫,如图乙所示,这样做的好处是 测力计示数稳定,便于读数 。
【解答】解:(1)实验过程中为了测得摩擦力的大小采用了转换法,即:沿水平方向拉动运动鞋做匀速直线运动,此时运动鞋受平衡力,所受滑动摩擦力等于弹簧测力计拉力的大小;
(2)图甲中,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.8N;滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与运动的速度无关,所以实际拉动的过程中没有做到匀速运动时,鞋子受到的摩擦力不变;
(3)拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的,我们可以让运动鞋不动而拉动橡胶垫,这样做的好处是:能做到测力计示数稳定,便于读数。
故答案为:(1)使摩擦力与拉力相等;(2)2.8;不变;(3)测力计示数稳定,便于读数。
15.(2020秋 官渡区期末)物理课上,同学们提出:影响滑动摩擦力大小的因素可能与压力、接触面的粗糙程度、接触面面积等有关。某学习小组设计了如图1所示实验装置进行探究。
实验序号 压力F压/N 接触面 接触面面积S/cm2 弹簧测力计示数F/N
1 2 木板面 0.4 0.8
2 2 毛巾面 0.4 1.0
3 4 木板面 0.4 1.6
4 4 木板面 0.2 1.6
(1)实验过程中,用弹簧测力计拉着物块沿水平方向做 匀速直线 运动,目的是使滑动摩擦力 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)比较1、2两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 接触面的粗糙程度 有关:比较1、3两次实验,可以得出的结论是 在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 ;
(3)为了探究滑动摩擦力大小与接触面面积是否有关系,应选择 3、4 (填序号)实验;分析可知滑动摩擦力大小与接触面面积 无关 ;(选填“有关”或“无关”)
(4)另一小组用图2所示实验装置进行实验,发现实验效果更好。你认为图2实验装置优点是 实验时不需要匀速拉动长木板 。
(5)下列常见现象属于减小摩擦的是 B 。
A.运动员在手上涂镁粉 B.磁悬浮列车 C.旅游鞋底部有花纹 D.演奏二胡时在琴弦上抹松香
【解答】解:(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时物块处于平衡状态,由平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较1、2两次实验可知,压力相同,接触面的粗糙程度不相同,滑动摩擦力不同,故1、2两次实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的有关;
比较1、3两次实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,且3的压力大,弹簧测力计的示数大,滑动摩擦力大,故可以得出在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)要探究滑动摩擦力大小与接触面面积的关系,需要控制压力和接触面的粗糙程度相同,改变接触面的大小,实验3、4符合题意由3、4知压力相同,接触面的粗糙程度相同,接触面大小不同,滑动摩擦力相同,故可以得出滑动摩擦力大小与接触面面积无关;
(4)由图2所示实验可知,拉动木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时不需要匀速拉动长木板,所以实验2效果更好;
(5)A.运动员在手上涂镁粉是通过增大接触的粗糙程度来增大摩擦,故A不符合题意;
B.磁悬浮列车是让两接触面分离来减小摩擦力,故B符合题意;
C.旅游鞋底部有花纹是通过增大接触的粗糙程度来增大摩擦,故C不符合题意;
D.演奏二胡时在琴弦上抹松香是为了在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大它与琴弦的摩擦,故D不符合题意。
故选:B。
故答案为:(1)匀速直线;等于;(2)接触面的粗糙程度;在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)3、4;无关;(4)实验时不需要匀速拉动长木板;(5)B。