【专项练】探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关

1 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 1．如图为研究滑动摩擦力的实验，用测力计水平拉动同一木块做匀速直线运动，测力计的示 数分别为 F1、F2、F3，则（ ） A． F1>F2>F3 B． F1<F2<F3 C． F1<F2=F3 D． F1>F2=F3 2．为了“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”,某物理创新实验小组设计了如图所示的实验 装置： （1）用电子秤测量甲、乙两个物体的重力分别为 G₁ 和 G₂ ； （2）实验中除了要保持甲物体在电子秤上静止外，还需要控制 ( ) A．定滑轮左侧连接乙的绳子必须保持水平 B．拉长木板时必须使长木板做匀速直线运动 C．A 和 B 都需要控制 （3）正确操作的情况下读出电子秤示数为 G,则物体乙所受的摩擦力大小为 3．如图所示是某同学探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。 2 （1）实验时应用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动，此时弹簧测力计对木块 的拉力等于木块受到的滑动摩擦力，依据的原理是 ； （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，小明改变放在木块上的砝码个 数，测出的实验数据如下表所示： 实验次数 1 2 3 压力 F/N 3 4 5 摩擦力 f/N 1.2 1.6 （4）第 3次实验时弹簧测力计如图所示，示数为 N，分析数据可以得出结论：接触 面粗糙程度相同时， 。 4．小明设计了如图“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验，测得 40NG 铁 、 5NG 木 ， 桌面水平，所施加拉力均水平； （1）甲实验中： ①当拉力 10NF 甲1 ，铁块静止，此时铁块受到的摩擦力 f甲1为 N； ②拉动铁块在桌面做匀速直线运动时，拉力 2 16NF 甲 ，此时摩擦力 2f甲 为 N； ③当拉力 3 20NF 甲 时，铁块在桌面做直线运动，此时的摩擦力 3f甲 为 N； （2）乙、丙实验中，拉力 18NF 乙 ， 20NF 丙 ，物块均一起做匀速直线运动，可以确定 （选 填“铁块”“木块”）下表面更粗糙，你的判断依据是 。 1 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 1．A 【详解】由于木块做匀速直线运动，根据二力平衡知识可得，拉力大小等于滑动摩擦力大小， 滑动摩擦力与接触面粗糙程度和压力大小有关，当压力一定，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大； 当接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大；结合图可知 F1>F2>F3。 故选 A。 2． A 1G G 【详解】（2）[1]本实验要保证甲物体在电子秤上保持静止，乙物体才能保持静止；当长木板 运动时，乙物体受到的摩擦力大小就等于乙物体的拉力，所以长木板不一定要匀速运动，但是 乙物体受到的拉力方向必须是水平向右的，否则乙物体受到的拉力就不等于摩擦力，所以实验 除了要保证甲物体在电子秤上保持相对静止外，还需控制的条件是：定滑轮左侧连接乙的绳子 必须保持水平。 故选 A。 （3）[2]对乙物体进行受力分析可知，乙物体通过细绳对甲的拉力等于乙受到的摩擦力 f，对 甲物体进行受力分析可知，甲物体除了受到细绳对它向上的拉力 F（物体间力的作用是相互的， 所以绳子的拉力大小也为 F）外，还受到竖直向下的重力 G1和竖直向上的支持力，甲物体受到 竖直向上的支持力大小和电子秤的读数一样，为 G。因甲物体静止，受力平衡，所以此时绳子 的拉力 1F G G  则物体乙所受的摩擦力大小 1f F G G   3． 匀速直线 二力平衡 乙丙 压力大小 2.0 压力越大，滑动摩擦 力越大 【详解】（1）[1][2]当匀速拉动木块时，木块做匀速直线运动，木块处于平衡状态，由二力平 衡条件可知，木块受到的拉力与受到的摩擦力时一对平衡力，大小相等，即此时拉力大小等于 摩擦力大小。 （2）[3]探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时，由控制变量法可知，应控制压力大 小相同，改变接触面粗糙程度，所以应选择乙、丙两图进行实验。 2 （3）[4]甲、乙两图中，接触面粗糙程度相同，乙图中压力大于甲图，由题意可知，乙图中拉 力大于甲图，因此甲、乙两图是探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。 （4）[5]第 3 次实验中，弹簧测力计的分度值为 0.2N，弹簧测力计示数为 2.0N。 [6]由甲、乙可知，接触面的粗糙程度相同，压力不同，由表格数据可知，当接触面粗糙程度 相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 4． 10 16 16 木块 见解析 【详解】（1）①[1]如图甲，铁块处于静止说明受平衡力作用，此时铁块受到的静摩擦力等于 受到的拉力，即有 10Nf F 甲1 甲1 ②[2]拉动铁块在桌面做匀速直线运动时铁块仍然受平衡力作用，此时铁块受到的滑动摩擦力 等于受到的拉力，即有 16Nf F 甲2 甲2 ③[3]当拉力 3 20NF 甲 时，铁块在桌面做加速直线运动，因为物体受到滑动摩擦力的大小只与 压力和接触面粗糙程度有关，这两个因素都不变时，物体受到的滑动摩擦力大小不变。所以此 时的摩擦力 3f甲 为 16N。 （2）[4]如图乙、丙所示两次实验，对桌面压力相等，根据F F乙 丙，说明木块下面更粗糙。 [5]由F F乙 丙可知，当木块为接触面时拉力较大，即摩擦力较大，故木块接触面粗糙程度较大。