专题19 实验：探究影响滑动摩擦力的因素-2022年初三毕业班物理常考点归纳与变式演练（通用版）

专题19 实验：探究影响滑动摩擦力的因素 考点透视 探究影响滑动摩擦力的因素实验是初中物理中一个重要的实验，也是各省市每年中考中高频考点。通过实验，可以对摩擦力的理解更加充分，对突破摩擦力这个难点有着重要重作用。中考常常考查实验方案设计、数据分析和处理、实验结论、实验改进、滑动摩擦力大小的计算等知识点，题型多以实验为主。 迷津点拨与点对点讲练 1、实验装置图: 2、实验原理：二力平衡。 3、实验方法: （1）控制变量法： ①研究滑动摩擦力的大小与压力的关系时，控制接触面的粗糙程度不变，改变压力的大小（如甲、乙两次实验）； ②研究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系时，控制压力的大小不变，改变接触面的粗糙程度（如甲、丙两次实验）。 （2）转换法：通过弹簧测力计示数的大小来反映滑动摩擦力的大小。 4、实验注意事项： 实验中要缓慢匀速拉动木块，因为只有匀速拉动时，弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小。 5、实验结论：滑动摩擦力的大小与接触面的压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度不变时，接触面上的压力越大，滑动摩擦力就越大；当接触面上的压力不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力就越大。 6、交流与反思： （1）实验中，实验中，很难保持物体做匀速直线运动，可以将装置做如下改进：如图，将弹簧测力计固定，拉动物体下面的长木板，这样不需要匀速拉动长木板，便于准确地读出弹簧测力计的示数，更为准确地测出摩擦力的大小。 （2）将长方体木块平放、侧放或立放可以研究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系，得出的结论是：滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。在甲图实验的基础上，将木块沿竖直方向切下一半，不能探究滑动摩擦力大小于接触面面积的关系，因为切去一半，接触面积减小一半，同时压力也减小一半，即没有控制压力不变。 （3）改变拉动测力计的速度大小，可以探究滑动摩擦力的大小与运动速度的关系，得出的结论是：滑动摩擦力的大小与运动速度大小无关。 （4）另外，实验还会考查表格的设计、根据数据画图、对物体进行受力分析、摩擦力大小的变化等内容。 一、验证猜想类： 例题1 （2021湖北天门）某实验小组为了探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关，进行了如下猜想： A．可能与压力的大小有关； B．可能与接触面的粗糙程度有关； C．可能与接触面积有关。 他们设计了如下实验：（长方体木块每个面的粗糙程度相同） （1）如图甲，小芳同学用弹簧测力计斜向上拉动长方体木块，使木块在水平木板上做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数，即为滑动摩擦力的大小。小明认为她的操作有误，此时的拉力与滑动摩擦力______（选填“是”或“不是”）一对平衡力，因为这两个力不在______上。 （2）小芳纠正错误后，重新实验，记录如下表实验次数1～3： 实验次数 木块放置方法 接触面 压力情况 弹簧测力计示数F/N 1 平放 木块与木板 木块 2.0 2 平放 木块与毛巾 木块+1个钩码 2.8 3 平放 木块与木板 木块+1个钩码 ______ 4 侧放 ① ② 2.0 ①为了探究猜想A，应选择实验次数______（填序号）； ②表格中第3次实验弹簧测力计的示数为______N（如图乙）； ③由2与3两次实验可知：______。 （3）小明探究猜想C，设计并完成了第4次实验，分析表中的记录得出滑动摩擦力的大小与接触面积无关，表中第4次实验①②两处的信息忘记填写，请你帮他完成______、______。 【答案】（1）不是 同一条直线 （2）1、3 2.4 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关 （3）木块与木板 木块。 【解析】（1）由图甲知，木块与木板之间存在摩擦力，而拉力的方向是斜向右上方，虽然木块做匀速直线运动，但拉力和摩擦力不在一条直线上，所以一定不是一对平衡力。 （2）①探究滑动摩擦力大小与压力的大小的关系，保持接触面的粗糙程度不变，压力大小不同，所以选择1、3两次。 ②由图乙可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N。 ③由2和3两次实验可知，保持压力相同、接触面粗糙程度不同，弹簧测力计的示数不同，摩擦力的大小不同，可以得到滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。 （3）探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系，需要保持压力和接触面的粗糙程度相同，接触面积大小不同，比较1、4两次实验，①处为木块与木板，②处为木块。 【点拨】猜想的因素不一定和滑动摩擦力的大小有关，但是也是允许的，通过实验可以采用控制变量法来验证。通过大量实验表明：摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与接触面积大小、滑动的速度大小等因素无关。 对点练：（2020四川遂宁）在探究“滑动摩擦力的大小