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实验题(11)运动和力——2025年中考物理一轮复习题型
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明利用形状相同木块和铁块设计了如图所示的实验。
(1)实验前要把弹簧测力计在 (填“水平”“竖直”)方向上校零;
(2)实验中把摩擦力的大小转换为 。为了保证转换的正确性,实验中采取的措施是 ;
(3)正确的进行了甲、乙、丙三次实验,记下弹簧测力计的示数分别为、、,且。比较甲、乙、丙三次实验数据,小明认为:滑动摩擦力的大小与压力大小有关。小明得出这个错误结论的原因是 ;要得出正确结论,需要比较图 的实验数据;
(4)小明想:木块表面粗糙还是铁块表面粗糙?请你利用现有器材增加一次实验,解决小明的问题。写出实验方法和结论:
方法: ;
结论: 。
2.为了探究滑动摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度和接触面积的关系。用两块完全相同的木块、弹簧测力计和不同的物体表面设计实验,如图是弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动的实验场景。
(1)如图甲,根据 条件,可知木块受到摩擦力的大小为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”);
(2)比较甲、乙可得到:接触面相同时,压力越大,木块受到摩擦力 ;
(3)图丙改用毛巾表面目的是 ;
(4)图丁与图 比较,可得到滑动摩擦力大小与接触面积 (选填“有关”或“无关”)。
3.小明在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,进行了如图所示的操作:
实验数据如表格所示,回答下列问题:
次数
1
2
3
接触面
木板
木板
毛巾
压力/N
1.0
1.5
1.0
测力计示数/N
0.4
0.6
0.6
(1)实验中,小明每次都用弹簧测力计沿 方向拉着木块做匀速直线运动,此时木块受到的拉力与木块受到的滑动摩擦力是 力;
(2)比较第1、2两次实验数据可知,在接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的压力越 ,滑动摩擦力越大;
(3)比较第 两次实验数据可知,在接触面受到的压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)第2次实验中,砝码受到的摩擦力是 N。
4.在测定滑动摩擦力的活动中,有同学设计了如下改进方案:图甲木板A、木块B,两个物体叠放在水平面上,A的上下表面均水平,B与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体B的细绳保持水平。从t=0s时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在物体A上,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力(B未脱离接触面);
(1)实验时 (必须/不必)拉动木板A做匀速直线运动;
(2)若F=8N时,A恰好被匀速拉动,B静止不动,此时传感器的示数为6N,则B受到的摩擦力大小为 N;
(3)若拉力F增加至20N,此时地面对木板A的摩擦力大小为 N;(整个过程中,B始终未脱离木板);
(4)拉力传感器的示数F传随时间变化的图线正确的是 (乙/丙/丁)。
5.在探究“杠杆平衡条件”的实验中,采用了如图甲所示的实验装置:
(1)实验前,小明同学发现实验装置处于如图甲所示的状态,使用时,首先应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是 。
(2)如图乙,调节平衡后在A位置挂上3个钩码,为使杠杆在水平位置平衡,B位置应挂 个钩码。
(3)小明又用图丙装置进行实验,请在图中画出拉F的力臂,弹簧测力计的读数应是 N。(一个钩码重0.5N)
(4)小红同学采用了图丁的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与其他同学得出的正确的杠杆平衡条件不相符,其可能的原因是 。
6.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板,实验中第1次和第2次用相同的长木板,第3次用表面更加粗糙的长木板。
(1)小芳发现小英在第一次实验中出现图乙的操作,操作中的错误是 ,纠正错误后,应拉动弹簧测力计使木块做 ;
(2)比较第1、2两次实验,可得到的结论是: ;
(3)比较第 (填实验序号)两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(4)刚开始小英做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图象如图丙所示,木块的速度随时间变化的图象如图丁所示,则木块在第7s时的摩擦力为 N;
(5)小芳同学将实验方法进行了改进,实验装置如图戊所示: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右运动,实验中长木板 (选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动;
(6)小芳在作图戊实验时,拉动木板没有及时停下来,当木块有七分之一滑出木板表面的时候,摩擦力大小为 N。
7.利用图示装置做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验,弹簧测力计的读数为 ,若在木块上放一重物,重复实验,弹簧测力计的示数变化情况是 。该实验装置的优点是 (仅要求写一种,合理即可)。
8.如图是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验情景。
(1)实验中为使弹簧测力计示数等于滑动摩擦力大小,弹簧测力计应沿水平方向 拉动木块;
(2)如图甲,物体所受的摩擦力为 N;
(3)进行甲、乙实验,目的是研究滑动摩擦力大小与 的关系;
(4)比较乙、丙实验,可知:在其他条件相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 (选填“大”或“小);
(5)拔河比赛时为了取得好成绩,请你结合本实验提一条合理建议: 。
9.如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验.铜块和木块的体积和形状完全相同。
(1)实验时,弹簧测力计应沿水平方向拉着物体做 运动,此时弹簧测力计的示数等于物体所受滑动摩擦力的大小;
(2)图乙中弹簧测力计的示数为 N,比较甲、乙两图,可得到的结论是 ;
(3)比较 两图可得出结论:在其他条件相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”,小华将木块和铜块做为一个整体竖着放置在长木板上,如丁图,测出滑动摩擦力的大小,比较乙、丁两图得出滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,这一结论是错误的,理由是 ;
(5)在同一水平桌面上,小华用弹簧测力计分别匀速拉动同一木块,如下图所示,弹簧测力计两次示数和的大小关系为 ;
(6)实验后,同学们对实验中存在的问题进行了交流,改进了实验方案,设计了如图所示的实验装置:将弹簧测力计固定不动、木块挂在弹簧测力计的挂钩上,不拉木块,改为拉动长木板,使长木板与木块相对运动.针对实验改进方案,同学们提出了以下观点,其中正确的是 。
A.改进后,拉动长木板时不必保持匀速直线运动
B.改进后,木板还受到地面的摩擦力,该方案不理想
C.改进后,测力计示数较稳定,容易读出准确的数值
D.改进后,木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力
10.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中(忽略滑轮摩擦)
(1)图甲中,将木块放在水平木板上,竖直向上拉弹簧测力计,使木块沿水平方向做 直线运动。图乙中将砝码放置在木块上,重复图甲中实验;
(2)比较甲、乙实验,可以得出:在 相同时, 越大,滑动摩擦力越大;
(3)进行图丙实验时,弹簧测力计示数达到最大时仍没拉动木块。为了将测量结果与甲或乙进行比较,不增加新的器材,应如何改进: 。改进后测量结果应与实验 (选填“甲”或“乙”)进行比较,得出结论。
11.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,实验中第1次和第2次用相同的长木板,第3次用表面更加粗糙的长木板。
(1)实验时用弹簧测力计水平方向匀速拉动木块,根据 知识,可知此时滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)比较1、2两次实验,得出结论: ;
(3)刚开始小英做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图像如图乙所示,木块的速度随时间变化的图像如图丙所示,则木块在第7s时的摩擦力为 N;
(4)小芳同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丁所示: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右运动,此时木块受到的摩擦力大小为 N。这样改进的好处是 ;
(5)小芳在作图丁实验时,拉动木板没有及时停下来,当木块有七分之一滑出木板表面的时候,摩擦力大小为 N。
12.小明用如图所示装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,一端带有定滑轮的长木板固定不动,铝块通过细线与弹簧测力计相连。(忽略细线与滑轮之间的摩擦)
(1)图甲中,将铝块放在水平木板上,竖直向上拉弹簧测力计,当铝块沿水平方向做 运动时,此时铝块所受滑动摩擦力大小为 N;
(2)若在图甲铝块上放一外形相同的木块,则可以探究滑动摩擦力大小与 的关系;
(3)若将铝块和外形相同的木块按照图乙所示方式放置,则此时铝块受到的滑动摩擦力大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)图甲中铝块所受滑动摩擦力;
(4)小明查阅资料得知:在接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比。若将图乙中的木块放在铝块上,变成如图丙所示的实验装置,用弹簧测力计拉着铝块,使铝块和木块一起做匀速直线运动,已知木块的质量是铝块质量的,则此时弹簧测力计的示数为 N,木块所受到的摩擦力为 N;
(5)实验中弹簧测力计损坏,小明设计了如图丁所示的实验装置,小桶内装入适量沙子,使铝块恰好做匀速直线运动,铝块质量为,沙子和小桶总质量为,则铝块受到的摩擦力 (用符号表示,不计绳与滑轮之间的摩擦)。
13.小明同学用如图所示装置研究滑动摩擦力,用大小为3N的水平向右的拉力F拉动长木板的过程中,木块保持静止不动,测摩擦力的原理是 ;拉动长木板的过程中,长木板 (选填“需要”、“不需要”)做匀速直线运动。
14.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。
(1)如图1中甲、乙、丙所示,用弹簧测力计分别拉动木块A做匀速直线运动,比较弹簧测力计示数F1、F2、F3的大小关系为 ;
(2)若要探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关,将木块竖直切成大小不同的两块,这种做法合理吗? ,理由是 ;
(3)为了便于读数,将实验器材进行改进,如图丁所示,当F=3N时,木块A相对于地面静止且长木板B恰好做匀速直线运动,则木板B受到地面的摩擦力的大小是 N;
(4)另一小组做了图2的实验,水平地面上的物体C受到方向不变的拉力的作用,F-t、v-t图像分别如图所示,那么物体C在第5秒时受到的摩擦力是 N。
15.在校外的综合实践活动中,缺少实验室器材,同学们利用生活中常见的器具也进行了“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)第一小组同学选择了图甲所示的滑梯,用弹簧测力计沿着滑梯向右上匀速直线拉动质量不同的书包进行实验。这种实验设计 (选填“科学”或“不科学”),原因是 ;
(2)第二组同学选择了水平桌面、水平地面和水平玻璃台面,用弹簧测力计拉动同一个木块水平向右做匀速直线运动,如图乙所示。弹簧测力计直接测量的不是滑动摩擦力,而是 ,他们探究的是滑动摩擦力的大小和 的关系;
(3)第二组完成实验后,第三组同学找来砖块和字典,利用第二组原有器材探究压力对滑动摩擦力的影响。他们用弹簧测力计拉动质量不同的木块、砖块和字典在水平桌面上向右做匀速直线运动,通过比较弹簧测力计示数得出实验结论。小丽认为他们的实验不科学,原因是 ,请帮助第三组同学设计出合理的实验方案: 。
试卷第1页,共3页
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《实验题(11)运动和力——2025年中考物理一轮复习题型》参考答案
1. 水平 弹簧测力计的示数 沿水平方向拉着物体做匀速直线运动 没有控制接触面的粗糙程度相同 甲丙 在步骤丙的基础上,可将铁块叠放在木块之下,重复步骤丙的实验,记下弹簧测力计的示数F4,比较F3和F4的大小 若F3>F4,则说明木块的表面粗糙,若F3<F4,则说明铁块的表面粗糙
【详解】(1)[1]由实验过程可知,要用弹簧测力计水平拉动物体,故用弹簧测力计拉动物体A前,应该将弹簧测力计置于水平方向后,再将弹簧测力计的指针调节至零刻度线。
(2)[2][3]实验中运用了转换法,把摩擦力的大小转换为拉力大小。为了保证转换的正确性,实验中应拉动木块做匀速直线运动,使摩擦力与拉力是一对平衡力。
(3)[4][5]比较甲、乙两次实验可以看出,木块和铁块的接触面不同,因此得出:滑动摩擦力的大小与压力大小有关,这一结论是不可靠的。原因是他没有控制接触面粗糙程度相同。
(4)[5][6]在步骤丙的基础上,可将铁块叠放在木块之下,重复步骤丙的实验,记下弹簧测力计的示数F4,比较F3和F4的大小;若F3>F4,则说明木块的表面粗糙,若F3<F4,则说明铁块的表面粗糙。
2. 二力平衡 1.2 左 越大 改变接触面的粗糙程度 乙 无关
【详解】(1)[1][2][3]如图甲,用弹簧测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为1.2N,木块受到摩擦力的大小为1.2N;拉力方向水平向右,故木块受到摩擦力方向水平向左。
(2)[4]比较甲、乙可知,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,弹簧测力计示数大,可得到结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,木块受到摩擦力越大。
(3)[5]图丙改用毛巾表面,改变接触面粗糙程度,而压力大小不变,甲、丙实验探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(4)[6][7]研究滑动摩擦力大小与接触面积的关系,要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同,故图丁与图乙比较,压力等于两木块的重力和的大小,因弹簧测力计示数相同,故可得到滑动摩擦力大小与接触面积无关。
3. 水平 平衡 大 1、3 0
【详解】(1)[1][2]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,此时木块受到的拉力与木块受到的滑动摩擦力是平衡力。
(2)[3]比较第1、2两次实验数据可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,弹簧测力计的示数不同,可得在接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[4]比较第1、3两次实验数据可知,物体间的压力相等而接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,可得在接触面受到的压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)[5]第2次实验中,砝码与木块之间相对静止,没有相对运动,也没有相对运动的趋势,砝码不受摩擦力。
4. 不必 6 2 丙
【详解】(1)[1]拉动木板时,无论匀速、变速拉动,木板对木块的摩擦力不变,木块始终处于静止状态因此不必匀速直线拉动木板。
(2)[2]A恰好被匀速拉动,B静止不动,A与B相对运动,此时传感器的示数为6N,则B受到传感器的拉力为6N,B相对地面静止不动,处于平衡状态,B受到拉力与摩擦力是一对平衡力,故B受到的摩擦力大小为6N。
(3)[3]滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,与拉力无关。若拉力F增加至20N,此时地面对木板A的摩擦力大小不变。当F=8N时,A恰好被匀速拉动处于平衡状态,物体B与地面对物体A的摩擦力的合力跟拉力是一对平衡力,即
此时地面对木板A的摩擦力大小
(4)[4]从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在物体上,开始拉动时,A没有拉到,B没有相对运动趋势,在绳子伸直前传感器没有受到拉力的作用,此时的示数为0;绳子拉直后,再次拉动A,A对B施加了水平向右摩擦力的作用,B在静摩擦力的作用下会向右移动,使得传感器受到拉力的作用,且传感器的示数随B向右移动而增大;当到达最大静摩擦力时,物体B相对于A发生了相对滑动,物体B会处于静止状态,在滑动过程中,B对A的压力不变、接触面的粗糙程度不变,受到的滑动摩擦力大小不变,此时的传感器对B的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以传感器的示数不变,综上分析知,应选丙图符合题意。
5. 右 便于测量力臂 2 2 杠杆的自重对杠杆平衡有影响
【详解】(1)[1][2]图甲知道,杠杆的右端上翘,应将杠杆的平衡螺母向右调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做便于测量力臂,并能消除杠杆自身重力的影响。
(2)[3]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件知道
3G×2L=FB×3L
解得
FB=2G
需挂2个钩码。
(3)[4]过支点向力的作用线作垂线,垂足与支点的距离,就是力臂,如下图
由图知道,弹簧测力计的拉力的力臂为
由知道
解得
(4)[5]利用图丁所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
6. 见解析 匀速直线运动 见解析 2、3 3
不需要 2.8
【详解】(1)[1][2]由图乙知,弹簧测力计没有水平拉动木块,即使木块进行匀速直线运动,木块受到的拉力和滑动摩擦力也不是平衡力,因为它们不在同一直线上。所以要使滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数,弹簧测力计要水平拉动木块,使木块在水平面上进行匀速直线运动。
(2)[3]由1、2两次实验可知,接触面粗糙程度相同,压力不同,是探究滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系,第2次实验压力较大,弹簧测力计的示数较大,故可以得出:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大。
(3)[4]要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力相同,改变接触面的粗糙程度,图2、3两次符合要求。
(4)[5]由图丙知:2~6s物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图乙知此过程的拉力为3N,所以滑动摩擦力为3N;6~8s物体做减速运动,但由于压力的接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为3N,故第7s时,摩擦力为3N。
(5)[6]木块相对地面处于静止状态,受到测力计拉力与木板对木块施加的摩擦力为平衡力,改进后,木块与弹簧测力计固定不动,故拉动木板运动,不需要木板做匀速直线运动。
(6)[7]由戊图可知,木块受到测力计拉力与木板对木块施加的摩擦力为平衡力,方向相反,因测力计对木块的拉力方向水平向左,故木块受到的摩擦力方向为水平向右。由戊图可知,测力计的分度值为0.2N,此时测力计的示数为2.8N,故滑动摩擦力为2.8N,小芳在作图戊实验时,拉动木板没有及时停下来,当木块有七分之一滑出木板表面的时候,因压力大小和接触面粗糙程度不变,故摩擦力大小不变,仍为为2.8N。
7. 2.4N 变大 弹簧测力计静止,便于读数
【详解】[1]如图弹簧测力计分度值为0.2N,读数得弹簧测力计示数为2.4N。
[2]影响滑动摩擦力大小的因素有接触面粗糙程度、接触面间压力的大小,当在木块上放一重物时接触面间压力增大,滑动摩擦力变大,弹簧测力计示数变大。
[3]拉动木板做匀速直线运动时,木块和弹簧测力计静止,此时便于读数。
8. 匀速直线 1.6 压力大小 大 穿鞋底带有花纹的鞋
【详解】(1)[1]根据二力平衡可知,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块沿长木板做匀速直线运动,此时弹簧测力计示数等于滑动摩擦力大小。
(2)[2]由图甲可知,该弹簧测力计一大格为1N,一小格为0.2N,即分度值为0.2N,则示数为1.6N,所以物体所受的摩擦力为1.6N。
(3)[3]甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同,改变了压力大小,故是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。
(4)[4]乙、丙两次实验,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,由图可知,乙实验木块受到的摩擦力为3N,丙实验木块受到的摩擦力为3.6N,故可得出结论:在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(5)[5]拔河比赛需要增大学生和地面之间的摩擦力,可通过增大压力或增大接触面粗糙程度来实现,可提出建议:选班内体重大的同学或者穿鞋底带有花纹的鞋。
9. 匀速 3 接触面粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越大 乙丙 有控制接触面的粗糙程度 AC
【详解】(1)[1]实验时,弹簧测力计应沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,此时物体受力平衡,弹簧测力计的示数等于物体所受滑动摩擦力的大小。
(2)[2]图乙中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3N,。
[3]比较甲、乙两图,接触面粗糙程度相同,压力越大,测力计示数越大,可得到的结论是
接触面粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[4]比较乙丙两图可得出结论:在其他条件相同时,接触面越粗糙,测力计示数越大,滑动摩擦力越大。
(4)[5]乙、丁两图中受力面积大小与接触面粗糙程度大小均不同,没有控制接触面的粗糙程度,无法探究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小的关系。
(5)[6]在同一水平桌面上,小华用弹簧测力计分别匀速拉动同一木块,由二力平衡得,F1等于木块受到的滑动摩擦力大小,F2等于木块受到的滚动摩擦力大小,其他情况相同时,滑动摩擦大于滚动摩擦,则
(6)[7]A.改进后,由于木块始终相对地面保持静止,木块受到的摩擦力始终等于测力计的拉力,则拉动长木板时不必保持匀速直线运动,故A正确;
B.改进后,木板还受到地面的摩擦力,而实验中的研究对象是木块,故木板受到的摩擦力不影响实验结果,故B错误;
C.改进后,木块始终受力平衡,测力计示数较稳定,容易读出准确的数值,故C正确;
D.改进后,由二力平衡得,木块稳定时受到的滑动摩擦力等于弹簧测力计对木块的拉力,故D错误。
故选AC。
10. 匀速 接触面粗糙程度 压力 取下砝码,匀速直线拉动弹簧测力计 甲
【详解】(1)[1]图甲中,将木块放在水平木板上,竖直向上拉弹簧测力计,使木块沿水平方向做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡可知,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
(2)[2][3]比较甲、乙实验,接触面粗糙程度相同,乙图中木板受到的压力较大,测力计示数也较大,据此可以得出结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[4][5]如丙图,进行图丙实验时,弹簧测力计示数达到最大时仍没拉动木块,可知此时的滑动摩擦力过大,为减小摩擦力,根据影响滑动摩擦力大小的因素,可减小压力,在不增加新的器材,我们可以取下木块上面的砝码,匀速直线拉动弹簧测力,根据控制变量法,并与实验甲进行比较,得出结论。
11. 二力平衡 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 3 2.8 不用控制木板做匀速直线运动,操作简单 2.8
【详解】(1)[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,拉力大小才等于摩擦力的大小,实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据二力平衡知识,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
(2)[2]由1、2两次接触面粗糙程度相同,压力不同,第2次实验的压力较大,拉力也较大,故可以得出:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[3]由图丙知:2~6s物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图乙知此过程的拉力为3N,所以滑动摩擦力为3N。6~8s物体做减速运动,但由于压力的接触面的粗糙程度和压力大小都不变,摩擦力不变,仍为3N,故第7s时,摩擦力为3N。
(4)[4][5]木块相对地面处于静止状态,受到平衡力的作用,拉力和摩擦力大小相等,方向相反,弹簧测力计分度值为0.2N,此时示数为2.8N,即拉力为2.8N,故滑动摩擦力为2.8N。改进后,木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,该实验设计的优点是:一方面,不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计静止便于读数。
(5)[6]木块有七分之一滑出桌面,此时重心仍在桌面上,所以对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变,而摩擦力大小与受力面积无关,所以摩擦力大小仍为2.8N。
12. 匀速直线 1.6 压力大小 等于 1.92 0
【详解】(1)[1][2]竖直向上拉弹簧测力计,当铝块沿水平方向做匀速直线运动时,此时铝块在水平方向上受到平衡力的作用,由二力平衡的条件,所受滑动摩擦力大小等于测力计示数大小,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为1.6N,为
f1=1.6N
(2)[3]影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。在图甲铝块上放一外形相同的木块,接触面的粗糙程度不变、压力改变,因此可以探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
(3)[4]甲、乙图中,铝块对支持面的压力大小和接触面的粗糙程度都保持不变,所以图乙中铝块受到的滑动摩擦力大小等于图甲中铝块所受的滑动摩擦力。
(4)[5]由图甲可知,单独拉铝块时弹簧测力计的示数为;已知木块的质量是铝块质量的,木块的重力是铝块重力的,故图丙中此时压力大小(等于物体的重力之和大小)
即图丙中此时压力大小为甲图中铝块对支持面压力大小的,因在接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比,所以此时弹簧测力计的示数为
[6]因木块相对于铝块没有相对运动的趋势,故木块所受到的摩擦力为0。
(5)[7]铝块做匀速直线运动时,受到的拉力与滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,所以
13. 二力平衡条件 不需要
【详解】[1]测量摩擦力的原理是二力平衡条件,实验中使木块处于平衡状态,使木块受到的拉力与摩擦力时平衡力,大小相等。
[2]拉动长木板的过程中,木块相对于长木板发生了滑动,所以木块受滑动摩擦力的作用;但木块相对于地面是静止的,木块受到测力计的拉力和长木板对木块的滑动摩擦力是一对平衡力,其大小始终相等,木块受到的滑动摩擦力大小跟木板的运动速度无关,所以实验时不需要控制木板做匀速直线运动,便于操作,且实验时测力计的示数稳定,也便于读数。
14. F3>F2>F1 不合理 没有控制压力大小不变 1.2 4
【详解】(1)[1]甲、 乙、丙实验中均用弹簧测力计沿水平方向拉动木块A做匀速直线运动,因为物体做匀速直线运动时,受力平衡,水平方向上受到的摩擦力等于弹簧测力计的拉力。由图可知,甲、乙两图中,物体对水平面压力大小相同,乙图接触面粗糙,所以乙图物体受到的摩擦力大,则乙图弹簧测力计的示数大,即F1<F2,乙、丙两图中,接触面的粗糙程度相同, 丙图压力大,所以丙图中物体受到的摩擦力大,丙图中弹簧测力计的示数大,即F2<F3,则F1、F2、 F3的大小关系F1<F2<F3。
(2)[2][3]根据控制变量法可知,探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系时,要控制其他因素不变,改变接触面积的大小,将木块竖直切成大小不同的两块,木块对水平面的压力大小不同,没有控制压力大小,所以不能探究摩擦力和接触面积的大小,所以这种做法不合理。
(3)[4]由图甲可知,长木板B对木块A的摩擦力为1.8N,由图丁可知,木块A相对于地面静止,所以木块A受力平衡,对木块A受力分析,木块A受水平向右的弹簧测力计的拉力,长木板B对木块A水平向左的摩擦力,二力大小相等,方向相反,压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小不变,长木板B对木块A水平向左的摩擦力为1.8N。长木板B做匀速直线运动,所以长木板B受平衡力,处于平衡状态,对长木板B受力分析,长木板B受水平向左的拉力,地面对长木板水平向右的摩擦力,木块A对长木板B水平向右的摩擦力,木块对长木板的摩擦力和长木板对木块的摩擦力是一对相互作用力,大小相等,所以木块A对长木板B水平向右的摩擦力为1.8N,则木板B受到地面的摩擦力的大小
f=F-f1=3N-1.8N=1.2N
(4)[5]物体做匀速直线运动时受力平衡,摩擦力大小和拉力大小是一对平衡力,所以摩擦力大小等于拉力大小,由v-t图像可知,6~9s物体做匀速直线运动,由F-t图像可知,6~9s拉力大小是4N,所以6~9s物体受到的摩擦力是4N,压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以第5秒时摩擦力大小不变,为4N。
15. 不科学 见解析 木块受到的拉力 接触面粗糙程度 没有只控制压力不同 见解析
【详解】(1)[1][2]如图甲所示的滑梯,用弹簧测力计沿着滑梯向右上匀速直线拉动质量不同的书包进行实验。此时弹簧测力计在拉动书包时,不仅要克服摩擦力,还要克服书包的重力,因此弹簧测力计的示数不等于书包受到的摩擦力,因此这种实验设计不科学。
(2)[3]如图乙,用弹簧测力计拉动同一个木块水平向右做匀速直线运动,此时弹簧测力计直接测量的是对木块的拉力,因为木块在做匀速直线运动,处于平衡状态,由二力平衡可知,弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力。
[4]根据控制变量法可知,图乙所示实验中,压力一定,接触面的粗糙程度不同,因此探究的是滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度的关系。
(3)[5][6]由题意可知,用弹簧测力计拉动质量不同的木块、砖块和字典在水平桌面上向右做匀速直线运动,此时压力不同,但接触面粗糙程度也不同,因此实验不合理;可以在实验二的基础上,将砖块和字典分别放在木块上,然后用弹簧测力计分别拉动它们在水平桌面上向右做匀速直线运动,通过比较弹簧测力计示数得出实验结论。
答案第1页,共2页
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