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实验练01 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
1.(2024内江)某实验小组的同学探究滑动摩擦力大小。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计沿水平方向拉着长方体木块在长木板上做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力F的大小。
甲
匀速
(2)在图甲实验中发现,很难保持木块在(1)小题中的运动,且弹簧测力计的示数不稳定。于是同学们对实验装置进行了改进,如图乙所示,将弹簧测力计水平固定,通过拉力F′拉动长木板进行实验,测量数据记录如表所示。
实验次数 木块放置情况 弹簧测力计示数/N
1 平放 1.2
2 侧放 1.2
3 竖放 1.2
(3)根据实验数据可以得出:木块所受的滑动摩擦力大小应为 N,滑动摩擦力的大小与接触面的面积 (选填“有关”或“无关”)。图乙与图甲相比,图乙装置的优点之一是弹簧测力计的示数更
(选填“稳定”或“不稳定”)。
乙
1.2
无关
稳定
2.如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置图,长木板固定不动。
甲 乙 丙
(1)如图丙所示,小芳在做实验时,操作出现的错误是
。纠正错误后,若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
没有沿水平方
向拉动木块
变大
(2)此实验的研究方法是 。
(3)比较甲、乙两图,能否得出滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度都有关?为什么?
。
(4)若某次实验时木块做加速运动,则所测的滑动摩擦力 (选填“偏大”或“偏小”)。
控制变量法
不能;甲、乙两次实验接触面粗糙程度和压力大小
都不同
偏大
3.(2024赤峰)为解决班级拔河比赛如何选队员的问题,物理老师引导学生做了“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,他们选择了长木板、棉布、毛巾、木块、相同的钩码若干、弹簧测力计,进行了实验。
(1)如图甲所示,将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,此时木块受到滑动摩擦力的大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
甲
等于
(2)如表所示是其中一组同学多次实验获得的实验数据。
实验
次数 实验条件 弹簧测力
计示数
F/N
1 木块 长木板 0.7
2 木块上放1个钩码 长木板 0.9
3 木块上放2个钩码 长木板 1.1
4 木块上放1个钩码 铺有棉布
的长木板 1.2
5 木块上放1个钩码 铺有毛巾
的长木板 1.6
①分析表中 三次实验数据,可以得出在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。据此结论,选队员时应选体重 (选填“大”或“小”)的同学;
②分析表中2、4、5三次实验数据,可以得出
,滑动摩擦力越大。
1、2、3
大
在压力一定时,接触面
越粗糙
(3)该组同学又探究了不同材质的鞋底对拔河比赛的影响。设计方案如下:选用外形、体积完全相同的实心橡胶块和塑料块(如图乙所示),用弹簧测力计拉着橡胶块在水平长木板上做匀速直线运动,测出它与该长木板间的滑动摩擦力;用同样的方法测塑料块与长木板之间的滑动摩擦力;重复上述实验三次;比较实验数据得出结论。请指出此设计方案存在的问题
;在不改变器材的情况下提出改进方案:
。
没有控制压
力大小相同
将橡胶块和塑料块
乙
叠放在一起,橡胶块在下,用弹簧测力计拉着橡胶块在水平长木板上做匀速
直线运动,测出它与该长木板间的滑动摩擦力;用同样的方法测塑料块与长
木板之间的滑动摩擦力;重复上述实验三次,比较实验数据得出结论
4.某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时,提出了以下几种猜想:
A.与压力的大小有关;
B.与接触面积的大小有关;
C.与接触面的粗糙程度有关。
为了验证以上猜想是否正确,该小组利用如图甲所示装置进行实验,实验数据如下:
甲
序号 实验条件 摩擦
力/N
木块的放置 表面情况 压力/N
1 平放 木板表面 4 0.8
2 平放 木板表面 6 1.2
3 平放 木板表面 8 1.6
4 侧放 木板表面 8 1.6
5 竖放 木板表面 8 1.6
6 平放 木板上
铺棉布 4 1.2
7 平放 木板上
铺毛巾 4 2.0
(1)本实验中滑动摩擦力的大小是由弹簧测力计的示数得出的,要使水平拉力大小与滑动摩擦力的大小相等,木块必须保持
状态。
(2)由序号1、2、3的实验,可验证猜想 (填字母)。要验证猜想C,应选择序号是 的三组实验;要验证猜想B,应选择序号是
的三组实验。
匀速直线运动
A
1、6、7
3、4、5
(3)根据表格数据判断,图乙中图线a表示滑动摩擦力f的大小随
的变化关系。图线b表示滑动摩擦力f的大小随 的变化关系。
乙
压力
大小
接触面积
5.某兴趣小组在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
甲 乙 丙
(1)甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,弹簧测力计对木块的拉力大小 (选填“大于”“等于”或“小于”)滑动摩擦力的大小。
等于
(2)通过对比甲、乙两次实验可知:在接触面的粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大。
(3)通过对比 两次实验可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)兴趣小组的同学利用图甲实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系,改变拉动木块的速度,进行实验,记录的实验数据如表所示:
分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度 (选填“有关”或“无关”)。
压力
实验次数 1 2 3 4
运动速度/(m·s-1) 0.3 0.4 0.5 0.6
弹簧测力计的示数/N 1.2 1.2 1.2 1.2
甲、丙
无关
(5)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小伟设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 (选填“需要”或“不需要”)长木板B做匀速直线运动。
丁
不需要
谢谢观赏!
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