专题03 摩擦力大小影响因素实验—备战2025年中考二轮复习 课本实验及拓展延伸（浙教版）

专题03 摩擦力大小影响因素实验 一、实验核心目的 探究滑动摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度的关系，验证接触面积、运动速度是否影响摩擦力（中考常考控制变量法应用）。 二、实验原理与理论基础 1. 公式基础 f滑=μ.Nf f滑：滑动摩擦力 N：物体对接触面的正压力（通常等于物体重力或外力施加的压力） μ：动摩擦因数（由接触面材料、粗糙程度决定） 2. 测量原理 二力平衡法：匀速直线拉动木块时，弹簧测力计示数=滑动摩擦力大小（拉力与摩擦力平衡）。 关键操作：必须保持物体做匀速直线运动，否则测力计示数不稳定（易错点）。 三、实验变量与设计 自变量 如何改变 控制变量 压力大小 增减木块上的砝码数量 保持接触面粗糙程度不变 接触面粗糙程度 更换不同材料（如木板、砂纸、玻璃） 保持压力大小不变 接触面积 将木块侧放、竖放或平放 保持压力和粗糙程度不变 运动速度 以不同速度匀速拉动木块 保持压力、粗糙程度不变 四、实验步骤与关键操作 1、基础操作 水平放置长木板，固定弹簧测力计，木块与测力计钩子相连。 匀速拉动木块，记录测力计稳定时的示数（多次测量取平均值）。 2、探究压力影响 步骤：木块上逐次添加砝码，重复测量摩擦力。 结论：摩擦力随压力增大而线性增大（验证f∝N）。 3、探究接触面粗糙程度 步骤：在木板上铺砂纸、棉布等，保持压力相同，测量摩擦力。 结论：接触面越粗糙，摩擦力越大（验证μ的差异）。 4、验证无关因素（接触面积、速度） 接触面积：同一木块不同侧面接触木板，摩擦力不变。 速度：快速或慢速匀速拉动木块，测力计示数相同。 五、中考高频考点与易错分析 1、考点归纳 实验方法：控制变量法（必考）。 结论表述：“滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，与接触面积、速度无关”。 2、易错陷阱 未匀速拉动：导致测力计示数波动，误判摩擦力变化。 混淆静摩擦与滑动摩擦：实验需确保木块已滑动后再读数。 接触面积干扰：误认为接触面积大则摩擦力大（需通过实验证伪）。 一、明确实验原理与核心公式 1、二力平衡法 实验关键：通过弹簧测力计匀速拉动木块，此时拉力与摩擦力为平衡力，大小相等。 注意：非匀速运动时，拉力≠摩擦力，需通过其他方法（如能量转化）间接分析。 2、摩擦力公式 滑动摩擦力公式：f=μN（动摩擦因数、压力）。 应用：通过对比压力或粗糙程度变化时摩擦力的变化量，推导结论。 二、精准应用控制变量法 1、变量与控制变量的区分 单一变量原则：每次实验只改变一个因素（如压力、粗糙程度），其他条件保持一致。 示例： 研究压力影响：叠加砝码（改变压力），保持接触面粗糙程度不变。 研究粗糙程度影响：更换接触面材料（如木板→毛巾），保持压力不变。 2、实验步骤设计 对比实验：通过甲、乙、丙等多组实验数据，对比摩擦力变化趋势。 改进装置：固定弹簧测力计，拉动长木板（避免匀速拉动误差）。 三、数据对比与结论推导 1、数据对比技巧 横向对比：同一变量下不同实验组的摩擦力变化（如压力增大时摩擦力增大）。 纵向对比：同一实验组内不同条件下的摩擦力变化（如粗糙程度变化时摩擦力变化）。 2、结论表述规范 模板： “当______一定时，______越大，摩擦力越大。” “实验现象表明，摩擦力与______成正比。” 四、误差分析与改进措施 1、常见误差来源 操作误差：手动拉动测力计难以保持匀速。 仪器误差：测力计未调零、接触面不干净。 2、改进方法 操作改进：固定测力计，拉动木板（无需匀速）。 仪器改进：实验前清洁接触面，多次测量取平均值。 1．（2025·台州模拟） 某同学为验证压力大小对摩擦力大小的影响，选用了长木板、木块、弹簧测力计、细线和若干个相同的铁块，设计并开展了如图实验： （1）实验中，弹簧测力计必须沿　 　方向拉着木块作匀速直线运动。 （2）在图1所示实验中，木块受到的摩擦力为　 　牛。 （3）接着该同学完成了图2和图3所示的实验，请用作图的方式把图3对应的实验补充完整： 　 　。 （4）该同学查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。他将同一木块放置在同一木板上，进行了如图4中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速运动所用的力为 和 推测 和 的大小关系为　 　。 【答案】（1）水平(或水平向右)（2）2.2（3）（4） 【解析】（1）实验中，弹簧测力计必须沿水平（或水平向右 ）方向拉着木块作匀速直线运动，这样根据二力平衡，弹簧测力计示数才等于摩擦力大小。 （2）图 1 中弹簧测力计的分度值是0.2N，指针指在2N后第1小格处，所以木块受到的摩擦力为 2N+0.2N=2.2N。 （3）在木块上放置两个铁块（图略，在木块上画两个相同铁块，弹簧测力计水平向右拉木块 ），保证接触面粗糙程度不变，进一步增大压力，与图 1、图 2 形成对比，探究压力对摩擦力的影响。 （4）a、b 中，接触面粗糙程度相同，压力相同，运动速度不同，因滑动摩擦力与速度无关， 所以F1=F2； a、c 中，接触面粗糙程度相同，c 中压力更大，滑动摩擦力更大，所以F1=F2，综上F1=F2 <F3 。 2．（2024·舟山模拟）某同学利用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数。已知小木块与斜面和水平面的动摩擦因数相同，小木块由斜面上的A 点静止下滑，经过B 点到达水平面上的C点静止。A、C两点间的水平距离为x。小木块可视为质点。回答下列问题： （1）小木块质量为m，若动摩擦因数为μ，由A 点运动到C点过程中，克服摩擦力做功与x之间的关系式为 　 　。 （2）为尽量简便的测量小木块与接触面间的动摩擦因数，下列哪些物理量需要测量? ____。 A．小木块的质量m B．斜面倾角 C．A、B两点间的距离l D．A、C两点间的竖直高度差h E．A、C两点间的水平距离x （3）利用上述测量的物理量，写出测量的动摩擦因数 =　 　。 【答案】（1）μmgx（2）D；E（3）hx 【解析】（1）根据摩擦力做功表达式则有： f=μmgcosβ×+μmg（x-x1）=μmgx （2）（3）根据动能定理，重力做功与摩擦力做功之和为0，mgh=μmgx 为尽量简便的测量小木块与接触面间的动摩擦因数，因此还需要A、C间的竖直高度差h与A、C间的水平距离x，测测量的动摩擦因； 3．（2024·金东模拟）同学们在学习摩擦力时先根据书本上的实验步骤、 做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。 ​​ （1）如图1的甲、乙、丙所示，用弹簧测力计沿水平方向分别拉动木块做　 　运动； （2）甲、乙、丙对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2、F3， 则F1、F2、F3的大小关系为　 　； （3）为了便于读数，将实验进行了改进如图 A，木块相对地面静止时弹簧示数如图 2 中 B所示，则木块受到的摩擦力大小为　 　N； ​​ （4）小科改变传送带速度，根据实验数据绘制的速度与时间(v-t)和拉力与时间 (F-t)的关系图像，如图C、D所示，分析图像可知，滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关，原因是：　 　。 【答案】（1）匀速直线（2）（3）4 （4）压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力的大小不变 【解析】（1）用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，物体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。 （2）如图1中甲、乙、丙所示，乙、丙中压力相同，丙中接触面粗糙，滑动摩擦力较大，F2＜F3。 甲、乙比较，接触面粗糙相同，乙中压力大，滑动摩擦力大，F2＞F1，故比较弹簧测力计示数F1、F2、F3的大小关系为：F1＜F2＜F3。 （3）木块相对地面静止时，木块在水平方向上受到弹簧测力计的拉力、水平向左的摩擦力的作用，这两个力时一对平衡力，大小相等；由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为4.0N，所以此时木块受到的摩擦力大小为4.0N。 （4）根据图像可知，在速度不同时，摩擦力的大小是相同的，即滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关，当速度发生变化时，压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力的大小不变。 4．（2024·舟山模拟）小科对影响滑动摩擦力大小的因素进行探究。 【实验器材】氢气充气机（氢气球可充气）、压力传感器、拉力传感器、白纸、金属盒、细线若干。 【提出猜想】猜想一、接触面粗糙程度相同时，重力越大滑动摩擦力越大。 猜想二、接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 【实验装置】 【操作步骤】 ①金属盒放在质量不计的白纸上，如图甲，读出压力传感器示数；拉动白纸的过程中，读出拉力传感器的示数。 ②将质量不计的氢气球系在金属盒上，如图乙，读出压力传感器示数；拉动白纸的过程中，读出拉力传感器的示数。 ③再往金属盒注入适量的沙子，用氢气充气机继续往氢气球中充气，使压力传感器示数与步骤①中的示数相等，拉动白纸的过程中，读出拉力传感器的示数。 【实验数据】 实验次数 金属盒总重力G 压力传感器示数F1 拉力传感器示数F2 1 4.8N 4.8N 1.8N 2 4.8N 3.2N 1.2N 3 6.4N 4.8N 1.8N （1）当小科水平向左拉动白纸时，金属盒受到的摩擦力方向是　 　。 （2）步骤③中继续往氢气球中充气的目的是　 　。 （3）实验探究得出　 　（选填“猜想一”或“猜想二”或“猜想一和二”）正确。 （4）与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验有许多优点，以下说法中属于其优点的是____（选填字母序号）。 A．不需要匀速拉动白纸B．测力计位置和示数较稳定C．拉动白纸时所用拉力较小，能省力 【答案】（1）水平向左（2）保持压力不变（3）猜想二（4）A；B 【解析】（1）实验过程中金属盒相对于白纸是向右运动的，所以金属盒受到的摩擦力的方向是水平向左的； （2）步骤③中继续往氢气球充气，金属盒总重力变大，但台式测力计示数，所以使用氢气球是为了保持压力不变。 （3）由表格中实验次数1、2可知，两次实验中，金属盒的重力相同，但是对白纸的压力不同，两次实验中金属盒所受的滑动摩擦力大小不同；由表格中实验次数1、3可知，两次实验中，金属盒的重力不同，但是对白纸的压力相同，两次实验中金属盒所受的滑动摩擦力大小相同。总结可以，我们可以得出结论：在接触面粗糙程度相同的情况下，物体所受滑动摩擦力的大小与物体的重力无关，与物体间的压力有关，压力越大，滑动摩擦力越大。故猜想二正确。 （4）A、金属盒相对地面处于静止状态，受到的测力计拉力与滑动摩擦力为一对平衡力，大小相等，故不需要匀速拉动白纸，A正确； B、测力计位置和示数较稳定，B正确； C、拉动白纸时要克服白纸对其施加的摩擦力的作用，不存在省力的问题，C错误。故选AB。 5．（2024·金东二模）科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，猜想与假设，设计实验与制订计划，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作。某班物理课外学习小组在进行“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的课题研究时。 （1）同学们提出“滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关”，这属于科学探究活动的 　环节； （2）他们用如图1所示的实验装置来探究木块A受到的滑动摩擦力与压力的关系，已测得木块A的质量为100g，木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时，测定木块A静止时弹簧测力计的示数，得到一组与相对应的放在A上的砝码重力的数据（如表）。 砝码 0 0.50 1.00 1.50 2.00 压力 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 弹簧测力计读数 0.30 0.45 0.60 0.76 0.90 根据表中的数据在答题卡上所示的坐标纸中作出滑动摩擦力与压力的关系图像； （3）根据你作出的图像，滑动摩擦力与压力的函数关系式为　 　； （4）当放在木块A上的砝码重力为3.00N，木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时，木块A静止时所受滑动摩擦力应为　 　N。 【答案】（1）猜想与假设（2）（3）（4）1.2 【解析】（1）科学探究的七个环节依次是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与搜集数据、分析与论证、评估、交流与合作．同学们提出“滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关”属于七个环节中的猜想与假设环节； （3）根据表格描点联系，如图所示： （4）由记录的数据和图像可以看出，摩擦力与压力大小成正比，并且满足Ff=0.3FN； （5）木块A的重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，由Ff=0.3FN可知，当放在木块A上的砝码重力G为3.00N，木块A对B的压力为FN=1N+3.00N=4N，因此木块A所受滑动摩擦力Ff=0.3FN=0.3×4N=1.2N。 6．（2024·温岭模拟）在研究影响滑动摩擦力大小的因素时，某同学设计了如图所示的实验装置：两个相同的滑块M、N被两块木板夹住，两木板用带螺母的“T”形金属杆连接，螺母可用来调节木板之间的松紧。 【实验步骤】①调节螺母的松紧，使滑块M、N处于静止状态，如图。 ②往滑块M上放置一定数量的砝码，直到滑块M恰好能下滑，记录此时砝码的总质量。 ③将滑块M复位，分别将螺母往里旋紧1圈、2圈、3圈，重复步骤②。 【分析讨论】 （1）实验中，通过　 　来反映滑块M受到的摩擦力大小。 （2）步骤③中“螺母往里旋紧”的目的是　 　。 （3）某同学在实验中发现使用砝码很难做到使滑块M恰好下滑，为更精确测量滑块M刚好下滑时的摩擦力大小，本实验可如何改进？　 　 【拓展延伸】由静止到运动的瞬间受到的摩擦力（最大静摩擦力）略大于滑动摩擦力。同学们又开始了新的探究…… 【答案】（1）滑块M恰好滑动时所加砝码的总质量（总重力）（其他合理答案均可） （2）增加滑块和木板之间的压力 （3）用细沙代替砝码进行实验（其他合理答案均可） 【解析】（1）滑块M在竖直方向上受到重力和摩擦力，当滑块恰好滑动时，摩擦力等于重力，实验中是通过滑块M恰好滑动时所加砝码的总质量来反映滑块M受到的摩擦力大小。 （2）“螺母往里旋紧”的目的是增加滑块和木板之间的压力。 （3）砝码的值已经固定，不易改变，用细沙可以逐步改变质量，便于测量，改进方法是用细沙代替砝码进行实验。 7．（2024·龙港模拟）拓展课上同学们从课本实验(图甲)出发，开展了探究“影响滑动摩擦力大小的因素”活动。 【明确任务】影响摩擦力大小的因素可能有：①接触面的粗糙程度②压力大小③接触面积大小④物体运动速度 【设计思路】图乙弹簧测力计嵌入到盒子内部，盒子总重为2 N。图丙是实验装置图。 装置结构 设计目的 盒顶透明 方便读数 盒底部A面较光滑、C面贴了粗糙的橡胶垫 改变接触面的粗糙程度 B面切了3个面积相等的长方形孔洞 __ ——— 透明盒顶部可放置钩码 改变接触面所受压力大小 电动调速器 改变物体运动的速度、保证物体匀速运动 弹簧测力计放置中间与电动机相同高度 保证拉力在水平方向 【实验步骤】 ①盒顶不加钩码，让A面与木板接触，改变盒子匀速直线运动速度，分别测出低速和高速情况下的滑动摩擦力。 ②盒顶不加钩码，调速旋钮旋至低速档，分别让A面和B面与木板接触，分别测出两个滑动摩擦力大小。 ③____。分别让A面和C面与木板接触，分别测出两个滑动摩擦力大小。 ④调速旋钮旋至低速挡，让A面与木板接触，每次向盒顶左右各加1个 50g的钩码，对称放置，分别测出两个滑动摩擦力大小。 （1）请完善装置设计思路　 　。 （2）请将步骤③补充完整。　 　。 （3）小科通过实验得出滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度、压力大小有关，与速度大小和接触面积的大小无关。请你结合实验推测他基于的证据是：　 。 【答案】（1）改变接触面积大小（2）不加钩码，调速旋钮旋至低速档 （3）步骤 1、步骤 2 中的两个滑动摩擦力大小相同，步骤 3、步骤 4 中的两个滑动摩擦 力大小不同。 【解析】（1）根据“ B面切了3个面积相等的长方形孔洞 ”可知，接触面积变性，那么设计目的为： 改变接触面积大小 。 （2）步骤③探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系，需要控制压力和速度相同，即补充为： 不加钩码，调速旋钮旋至低速档 。 （3）小科通过实验得出滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度、压力大小有关，与速度大小和接触面积的大小无关。结合实验推测他基于的证据是：步骤 1、步骤 2 中的两个滑动摩擦力大小相同，步骤 3、步骤 4 中的两个滑动摩擦 力大小不同。 8．（2024·义乌模拟）小金为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”进行了如下实验（忽略弹簧测力计自重，滑轮自身及与线的摩擦）。 （1）小金用量程为5N的弹簧测力计水平向左拉木块A使之做匀速直线运动，如图甲所示。则物体A受到的滑动摩擦力大小为　 　牛。 （2）若物体A各表面光滑程度相同，小金探究滑动摩擦力大小与物体接触面积大小关系实验时，把物体A竖直放置后水平向左拉木块A使之运动，发现弹簧测力计示数不稳定，在某时刻弹簧测力计示数如图乙所示。这一时刻木块的运动情况为水平向左做　 　运动（选填“匀速”、“加速”或“减速”）。 （3）小金觉得这样测量，弹簧测力计示数不稳定不易读数。小金对实验装置进行了改进，装置改进如图丙所示。装置改进后小金拉长木板使之运动，当长木板向左运动时木块所受摩擦力种类及拉长木板的要求分别是____。 A．滑动摩擦力，必需水平匀速拉 B．滑动摩擦力，不需要水平匀速拉 C．静摩擦力，必需水平匀速拉动 D．静摩擦力，不需要水平匀速拉 （4）小金在验证摩擦力与压力大小成正比的关系时，进行了如图丁所示实验，把与木块A相同的木块B叠放在木块A正上方。然后用力拉木板使其运动，发现弹簧测力计示数已经超出量程，为帮助小金测出此时的摩擦力的大小，老师提供了若干个重为3N的钩码，小金将它们连接到丁装置上，就测出了木块A所受的摩擦力，小金的具体操作是　 　。 【答案】（1）4.4（2）加速（3）B （4）在细绳的右端先挂上2个钩码，再连接弹簧测力计并往下拉钩住地面 【解析】（1）根据甲图可知，测力计的分度值为0.2N，则测力计的示数为4.4N。根据平衡力的知识可知，物体A受到的滑动摩擦力为4.4N。 （2）根据乙图可知，此时测力计的示数为4.8N，即拉力大于摩擦力，那么合力向左，则木块向左做加速运动。 （3）根据图片可知，木块和木板之间发生相对滑动，因此为滑动摩擦力。由于木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变，因此木块受到的滑动摩擦力大小不变，因此木板不一定做匀速直线运动，故选B。 （4）老师提供了若干个重为3N的钩码，小金将它们连接到丁装置上，就测出了木块A所受的摩擦力，小金的具体操作是：在细绳的右端先挂上2个钩码，再连接弹簧测力计并往下拉钩住地面。 9．（2024·龙湾模拟）某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素，木块挂在测力计下，其右侧面与竖直传送带接触，装置左侧有可旋转的螺杆对其施加不同的压力，启动电动机使传送带转动，通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表： 实验次数 木块重力（N） 螺杆旋转的圈数（圈） 测力计示数（N） 摩擦力（N） 1 0.60 1 0.70 0.10 2 0.60 2 0.82 0.22 3 0.60 3 0.95 0.35 4 1.20 1 1.30 0.10 5 1.80 1 1.90 0.10 （1）该实验通过　 　来改变木块与传送带之间压力的大小。 （2）分析表格数据，可以得出的结论是　 　。 （3）小龙推测在实验过程中传送带转动的方向为逆时针。请结合装置图和表格数据，解释小龙作出这一推测的理由　 　。 【答案】（1）螺杆旋转的圈数 （2）当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小和重力无关 （3）拉力大于重力，说明木块所受滑动摩擦力的方向竖直向下，木块相对传送带向上运动。因此传送带逆时针转动 【解析】（1）该实验通过螺杆旋转的圈数来改变木块与传送带之间压力的大小。 （2）根据实验1、2、3可知，当木块重力不变时，受到的压力越大，产生的摩擦力越大，即滑动摩擦力大小与压力大小有关； 根据实验1、4、5可知，当压力相同时，木块重力越大，而摩擦力不变，那么说明滑动摩擦力大小与重力无关。 （3）小龙推测在实验过程中传送带转动的方向为逆时针。小龙作出这一推测的理由：拉力大于重力，说明木块所受滑动摩擦力的方向竖直向下，木块相对传送带向上运动。因此传送带逆时针转动。 10．（2024·义乌模拟）小金为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”进行了如下实验（忽略弹簧测力计自重，滑轮自身及与线的摩擦）。 （1）小金用量程为5N的弹簧测力计水平向左拉木块A使之做匀速直线运动，如图甲所示。则物体A受到的滑动摩擦力大小为　 　牛。 （2）若物体A各表面光滑程度相同，小金探究滑动摩擦力大小与物体接触面积大小关系实验时，把物体A竖直放置后水平向左拉木块A使之运动，发现弹簧测力计示数不稳定，在某时刻弹簧测力计示数如图乙所示。这一时刻木块的运动情况为水平向左做　 　运动（选填“匀速”、“加速”或“减速”）。 （3）小金觉得这样测量，弹簧测力计示数不稳定不易读数。小金对实验装置进行了改进，装置改进如图丙所示。装置改进后小金拉长木板使之运动，当长木板向左运动时木块所受摩擦力种类及拉长木板的要求分别是____。 A．滑动摩擦力，必需水平匀速拉 B．滑动摩擦力，不需要水平匀速拉 C．静摩擦力，必需水平匀速拉动 D．静摩擦力，不需要水平匀速拉 （4）小金在验证摩擦力与压力大小成正比的关系时，进行了如图丁所示实验，把与木块A相同的木块B叠放在木块A正上方。然后用力拉木板使其运动，发现弹簧测力计示数已经超出量程，为帮助小金测出此时的摩擦力的大小，老师提供了若干个重为3N的钩码，小金将它们连接到丁装置上，就测出了木块A所受的摩擦力，小金的具体操作是　 　。 【答案】（1）4.4（2）加速（3）B （4）在细绳的右端先挂上2个钩码，再连接弹簧测力计并往下拉钩住地面 【解析】（1）弹簧测力计，最小刻度为0.2N，测力计拉力等于4.4N， 水平向左拉木块A使之做匀速直线运动， 摩擦力等于拉力等于4.4N； （2） 滑动摩擦力大小与物体接触面积大小无关，摩擦力大小依然为4.4N，但拉力由图可得等于4.8N 拉力大于摩擦力，所以这一时刻木块的运动情况为水平向左做加速运动； （3）依然和木板之间存在相对运动，所以为滑动摩擦力，A保持静止，A的滑动摩擦力总等于拉力，所以不需要水平匀速拉长木板。 11．（2024·富阳模拟）小金同学想要比较X型和Y型两款登山鞋的防滑能力。鞋子防滑能力是指鞋子在没有滑动前，阻止鞋子向任何方向移动的最大力，即最大静摩擦力。最大静摩擦力会随着鞋子对地面的压力和鞋子与地面接触的粗糙程度增大而增大。小金设计的方案如下： 步骤一：采购每款的登山鞋各三双，且都是崭新的； 步骤二：每款各选一只鞋子，进行如图实验：分别将两只鞋如图甲、乙叠加后，持续拉动鞋子底下的木板，待鞋子稳定静止，读出弹簧测力计示数，并进行对比； 步骤三：每款都换一只鞋子，重复上述实验。 （1）按如图甲所示装置，向右拉动鞋子下面的木板。在此过程中鞋子受到的摩擦力是否发生改变?　 　(填：是或否)并说明理由　 　。 （2）步骤二中小温将两只鞋按如图所示叠加目的是　 　。 （3）设置步骤三的目的是　 　。 【答案】（1）否；此过程中压力和表面粗糙程度都没有改变，因此摩擦力不变 （2）使压力大小相同（3）重复实验避免实验的偶然性 【解析】（1）因为摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，两个因素没变，摩擦力大小不变；（2）因为每种鞋子的质量不一样，对水平桌面的压力不同，叠加之后测量，使得压力相同，控制了变量；（3） 一次实验实验结果具有偶然性，多次重复实验避免实验的偶然性 。 12．（2024九下·临安模拟）为更精确地测量木块的滑动摩擦力，小明引入拉力传感器并设计了如图甲的 实验．他将长、宽、高均不同的长方体木块平放，拉动木板发现传感器示数不稳定，同时观察到实验中木块总有些摆动，获得数据如图乙．是什么引起了木块的摆动，进而引起摩擦力测量值的不稳定？小明继续实验，将同一木块侧放，重复实验，获得数据如图丙． （1）实验中测量滑动摩擦力时，木板　 　匀速直线拉动（填“需要”或“不需要”）． （2）分析图乙，第1秒末，木块所受摩擦力为　 　． （3）继续实验环节基于的假设是　 　． （4）小明认为，本实验还可得出滑动摩擦力大小与接触面积有关．小科认为不正确，并从实验中找出了说服小明的证据　 　． 【答案】（1）不需要（2）1 （3）接触面积不同会引起木块摆动程度不同，进而引起动摩擦力测量值不稳定 （4）接触面积大小影响的是滑动摩擦力的稳定性，而不是滑动摩擦力的大小。 【解析】 (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，在水平方向上受到的合力为0，此时弹簧测力计的示数始终等于滑动摩擦力； (2) 由图乙可知，第1秒末，对应的摩擦力大小为1N； (3)实验过程中小丽将同一木块侧放，控制了压力相同、接触面的粗糙程度相同，改变了木块与木板的接触面积，根据控制变量法原则，继续实验环节基于的假设是：接触面积不同会引起木块摆动程度不同，进而引起滑动摩擦力测量值不稳定； (4)比较图乙和图丙的数据可知，两次实验中滑动摩擦力大小的平均值基本相同，都约为L.5N，所以，接触面积大小影响的是滑动摩擦力的稳定性，而不是滑动摩擦力的大小。 13．（2024·北仑模拟）小科想比较某两款运动鞋的防滑性能，他设计了如图甲所示实验，步骤如下： ①两款运动鞋各取一只，用弹簧测力计分别称出它们的重力； ②用弹簧测力计挂起较轻的那只鞋子，向里面缓慢加入细沙，直至示数与悬挂较重鞋子时相同； ③在跑步机的传送带上按图甲摆放实验用品，将弹簧测力计重新调零后，一端固定在跑步机上，另一端钩住鞋子； ④启动跑步机，待弹簧测力计示数稳定后记录弹簧测力计示数； ⑤换另一款鞋子，重复步骤④，并记录数据； ⑥比较步骤④、⑤中两次弹簧测力计示数，得出实验结论。 （1）图乙是测量其中一只鞋子时弹簧测力计示数，则这只鞋子的重力为　 　 N。 （2） 步骤②的目的是　 　。 （3）步骤④中弹簧测力计的示数　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）鞋子受到的滑动摩擦力。 （4）如果在步骤④中提高传送带速度，待弹簧测力计示数稳定后，其示数与低速时相比将　 　（选填“变大”“变小”或“不变”） 。 【答案】（1）2.4（2）保持压力相同（3）等于（4）不变 【解析】（1）由图可知：弹簧测力计1N之间有5个小格，一个小格代表0.2N，即分度值是0.2N；弹簧测力计的指针在2N下两小格处，示数为2.4N； （2）用弹簧测力计挂起较轻的那只鞋子，再向里面缓慢加入细沙，直至弹簧测甲图力计示数与悬挂较重鞋子时的示数相同，这么做的目的是为了保持压力相同； （3）当物体在同一直线上的摩擦力和拉力作用下处于平衡状态时，此时拉力的大小等于摩擦力的大小； （4）滑动摩擦力大小的决定因素是接触面间的压力和接触面粗糙程度，运动速度的大小无关，当提高传送带速度，其滑动摩擦力与低速时相比将不变。 14．（2023·宁波）汽车在坡路险的山区公路上坡时，因车轮打滑（车轮原地转动，不能为车辆前进提供足够的驱动力）引起的事故偶有发生。小宁学习了“摩擦力”后，对汽车上坡时车轮打滑这一现象产生了兴趣，于是他利用一辆车轮可拆装的四轮电动小车进行了探究。 【实验方案】拆下小车的4个车轮，按要求装上实验用车轮（除了有无花纹外，其它均相同），置于斜坡，如图所示。启动小车，记录爬坡情况。 【实验现象】 【实验分析】 （1）第1、2次实验现象说明：该小车的前轮是为小车运动提供驱动力的（这样的车轮称为驱动轮）。由第1、3次实验现象可知：驱动轮的轮胎表面粗糙些更　 　（填“有利于”或“不利于”)提升该小车的爬坡能力。结合学过的知识，本实验能初步说明车轮打滑的原因。 （2）由第3-6次实验可知：前轮驱动的小车若前轮粗糙程度差异过大，易造成小车偏转。如果继续实验，当该小车仅右前轮、左后轮有花纹，可推测小车爬坡情况为　 　。 【答案】（1）有利于（2）向左偏转 【解析】（1）根据表格数据1、3可知，3中驱动轮表面有花纹，即接触面更加粗糙，此时小车能正常上坡，那么得到：驱动轮的轮胎表面粗糙些更有利于提升该小车的爬坡能力。 （2）在实验4中，左前轮有花纹，向右偏转；实验5中，左前轮有花纹，向右偏转；实验6中，右前轮有花纹，向左偏转； 因此汽车的偏转方向与驱动轮有花纹的车胎位置相反。 那么当小车右前轮，左后轮有花纹时，汽车的偏转方向与“右”相反，即向左偏转。 15．（2023·诸暨模拟）小明同学为模仿伽利略斜面实验“探究阻力对物体运动的影响”（如图甲）。让同一辆小车分别滑到铺有毛巾、棉布和未铺任何材料的木板上，观察并记录小车水平滑行的距离。（不计空气阻力） （1）在实验过程中，该同学让小车从斜面的同一位置静止释放，这一操作的目的是为了控制小车到达水平面时的　 　相等。 （2）小明根据图甲实验绘制出小车速度——时间关系图，并推测绘制出小车在光滑水平面上运动的图像，如图乙所示。其中可表示水平面光滑的是　 　。（填图中的序号） （3）图丙是各科学家先后对“运动和力”关系的不同观点，下列说法正确的是____（可多选）。 A．亚里士多德认为运动物体在不受力时会停止运动 B．伽利略提出力是维持物体运动状态的原因 C．相对牛顿的观点，笛卡尔观点未涉及静止物体 D．“牛顿第一定律”是牛顿通过实验得出的结论 E．科学观点的形成是一个不断完善、修正的过程 【答案】（1）初速度（2）①（3）A；C；E 【解析】（1）要得到科学的结论，要用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时小车的初速度相同； （2）由实验现象可知，小车在毛巾表面运动的距离最近，在木板表面运动的距离最远，据此可得出“表面越光滑，阻力越小，运动速度减小得越慢”的结论；当水平面光滑时小车将做匀速直线运动，图乙可表示水平面光滑的是①； （3）A.亚里士多德认为运动物体在不受力时会停止运动，故A正确； B.力是改变物体运动状态的原因，故B错误； C.笛卡尔认为没有力的作用，物体将永远沿原来方向做匀速直线运动，笛卡尔观点未涉及静止物体没有力的作用，故C正确； D.“牛顿第一定律”是牛顿通过推理得出的结论，故D错误； E.科学观点的形成是一个不断完善、修正的过程，故E正确。故选ACE。 16．（2023·慈溪模拟）冰壶比赛中，为减小冰壶与冰面间的摩擦，运动员需在冰壶运动路线上的某些区域刷冰，如图甲。 （1）为探究刷冰长度的影响因素，小科和同学用图乙装置寻找模拟刷冰区域的材料，将木块分别放在木板、绸布、棉布上，用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动，发现测力计示数关系是F棉>F木>F绸。若用木板模拟未刷冰区域，则应选　 　（填“棉布”或“绸布”）模拟刷冰区域。 （2）他们用图丙装置，将长为l的所选材魁M平铺在木板上，代表刷冰区域。让木块从斜面上滑下，经过M后停在木板上的固定位置P。为使大地每次都能运动到固定位置P，所需M的长度l与哪些因素有关？大家提出以下猜想： 猜想1：与木块由静止滑下时的高度h有关； 猜想2：与M左端到斜面底端的距离x有关。 ①验证猜想1时，保持x不变，将木块从不同高度由静止滑下，改变l，使木块最终都停在位置P，数据记录如下表所示，得到的结论是　 　。 序号 1 2 3 4 5 释放的高度h/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 M的长度l/m 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 ②验证猜想2时，小科改变M左端到斜面底端的距离x，将木块从不同高度由静止滑下，最终都停在位置P，测量出对应的所铺材料M的长度l，记录数据，得出结论。该实验操作中存在的问题是　 　。 【答案】（1）绸布（2）当其他条件相同时，木块由静止滑下时的高度越高，所需M的长度越小；没有控制木块从斜面的同一高度滑下 【解析】（1）用弹簧测力计沿水平方向做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，拉力与摩擦力是平衡力，可以根据拉力的大小间接测量出摩擦力的大小，摩擦力是水平方向，故需要用弹簧测力计沿水平方向做匀速直线运动； （2）①证猜想1时，保持x不变，将木块从不同高度由静止滑下，改变l，使木块最终都停在位置P，数据记录如下表所示，得到的结论是当其他条件相同时，木块由静止滑下时的高度越高，所需M的长度越小； ②在研究猜想2时，分析实验中存在的问题是：没有控制木块从斜面上同一位置滑下。 17．（2022·舟山模拟）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小泽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）实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其在水平桌面上做　 　； （2）比较1、2两次实验，得出结论：　 　。 （3）刚开始小泽做第1次实验时控制不好力度，拉力随时间变化的图象如图乙所示，木块的速度随时间变化的图象如图丙所示，则木块在第7s时的摩擦力为　 　N。 （4）小皓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如图所示。这样改进的好处是　 　。 【答案】（1）匀速直线 （2）在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大（3）3 （4）不需要拉动木板做匀速直线运动，便于实验操作 【解析】（1）实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其在水平桌面上做匀速直线运动。 （2）根据图片可知，第1和2次实验时接触面粗糙程度相同，而压力大小不同，那么得到结论：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。 （3）根据图丙可知，木块在2~6s内做匀速直线运动，则摩擦力与拉力相等。根据图乙可知，摩擦力f=F=3N。木块在第7s时做减速运动，但是木块的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力不变，还是3N。 （4）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如图所示。这样改进的好处是：不需要拉动木板做匀速直线运动，便于实验操作。 18．（2021·婺城模拟）小强同学在学习了滑动摩擦力之后，认为两物体间的滑动摩擦力的大小可能与两物体的接触面积大小有关，于是他通过实验探究这个问题。本实验中，该同学设计了两种方案： 方案一：木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图所示。 方案二：木块与弹簧测力计相连，弹簧测力计水平固定，通过细绳水平拉动木板，如图所示。 （1）为完成本实验，需要自己制作木块，他制作的木块应该选择下列选项中的 。(填字母编号) A．各面粗糙程度相同的正方体 B．各面粗糙程度相同，长宽高各不相同的长方体 C．各面粗糙程度不同的正方体 D．各面粗糙程度不相同，长宽高各不相同的长方体 （2）若使用方案一进行实验，应该拉动木块作　 　运动。 （3）实验记录表中除了组别外还应该记录的项目是　 　。 （4）该同学采用更合理、易于操作的方案，将木块分别平放、侧放、竖放进行实验，测得数据均相同，这说明　 　。 【答案】（1）B（2）匀速直线运动（3）木块的接触面积的大小、弹簧测力计的示数 （4）滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积大小无关 【解析】（1）同一个木块的重力相等，则对木板的压力相等，还要控制各个面的粗糙程度相同。只要长方体木块的长、宽和高不等，那么各个面的面积就不等，这样就能满足探究条件，故选B。 （2）若使用方案一进行实验，应该拉动木块作匀速直线运动运动。 （3）本实验中的变量为接触面积的大小，而摩擦力等于弹簧测力计的示数，则实验记录表中除了组别外还应该记录的项目是木块的接触面积的大小、弹簧测力计的示数 （4）该同学采用更合理、易于操作的方案，将木块分别平放、侧放、竖放进行实验，测得数据均相同，这说明滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积大小无关。 19．（2020·南浔模拟）某科学兴趣小组探究“滑动摩擦力大小与压力、重力二个因素是否有关”，设计了如图装置：在水平放置的台式测力计上放质量不计的白纸，再在白纸上压金属盒，右边连弹簧测力计，弹簧测力计右端固定，左边用手拉白纸。 （1）为了测出滑动摩擦力的大小，弹簧测力计读数时有什么要求？ A．白纸、金属盒都必须匀速运动 B．白纸必须匀速运动、要等金属盒停止运动 C．白纸运动可以不匀速、要等金属盒停止运动 D．白纸、金属盒都必须停止运动 （2）探究小组进行了3次实验，记录如下：请根据探究记录回答： 实验步骤 台式测力计的示数F/N 金属盒重力G/N 弹簧测力计示数f/N ① 将金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出相关数据 5 5 2 ② 接步骤①，将质量不计的氢气球系在金属盒上，在拉动白纸的过程中读出相关数据 3 5 1.2 ③ 接步骤②，往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计的示数为5N，在拉动白纸的过程中读出相关数据 5 7 2 要得出摩擦力大小与重力是否有关的结论，应对比步骤　 　。 （3）写出本探究的结论　 　。 【答案】（1）C（2）①③ （3）接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力随压力增大而增大，与重力无关 【解析】（1）滑动摩擦力的大小与运动速度大小无关，因此拉动白纸时，无论白纸是否匀速，金属盒和白纸之间的滑动摩擦力不变。只有金属盒静止下来时，它受到的滑动摩擦力才和测力计的拉力相互平衡，即这时测力计的示数才等于滑动摩擦力，故选C。 （2）要探究滑动摩擦力的大小与重力是否有关，就必须控制压力相等而改变重力，因此应该对比步骤①③； （3）将①③对比可知，当金属盒的重力增大时，滑动摩擦力保持不变；对比①②可知，当压力减小时，滑动摩擦力也减小，那么得到结论：当接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力随压力增大而增大，与重力无关。 20．摩擦力有静摩擦力和滑动摩擦力，相互接触的两物体间只有相对运动趋势而没有相对运动时产生的摩擦力叫静摩擦力，两物体间发生了相对运动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力。小明为了研究摩擦力的特点，做了如下的实验。把木块放置在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，如图1所示。拉力F逐渐增大到某一数值F1之前，木块始终保持静止，而当拉力F增大到F1时，木块恰好开始运动，且此时拉力突然减小到某一数值F2（F1>F2)，此后只需用F2大小的拉力，物块就可以沿拉力方向做匀速直线运动。根据此实验过程，可知： （1）在拉力从0开始增大到F1之前，物块与桌面间的摩擦力为摩擦力　 　（填“静”或“滑 动”），其大小在一直 　 　（填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）物体要由静止开始运动，必须克服最大静摩擦力，在此实验过程中，最大静摩擦力　 　滑动摩擦力（填“大于”“小于”或“等于”）。 （3）当物块开始运动后，若水平拉力继续增大，物块所受摩擦力 　（填“增大“减小”或“不变”）。 （4）若拉力F从0开始一直增大，在图2中定性的画出摩擦力f随拉力F的变化图像。 【答案】（1）静；增大（2）大于（3）不变（4） 【解析】（1）在拉力从0开始增大到F1之前，物块与桌面间的摩擦力为静摩擦力，其b大小在一直增大； （2）物体要由静止开始运动，必须克服最大静摩擦力，在此实验过程中，最大静摩擦力大于滑动摩擦力； （3）当物块开始运动后，若水平拉力继续增大，物块所受摩擦力不变；（4）若拉力F从0开始一直增大，摩擦力f随拉力F的增大而增大，其变化图像如上。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 摩擦力大小影响因素实验 一、实验核心目的 探究滑动摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度的关系，验证接触面积、运动速度是否影响摩擦力（中考常考控制变量法应用）。 二、实验原理与理论基础 1. 公式基础 f滑=μ.Nf f滑：滑动摩擦力 N：物体对接触面的正压力（通常等于物体重力或外力施加的压力） μ：动摩擦因数（由接触面材料、粗糙程度决定） 2. 测量原理 二力平衡法：匀速直线拉动木块时，弹簧测力计示数=滑动摩擦力大小（拉力与摩擦力平衡）。 关键操作：必须保持物体做匀速直线运动，否则测力计示数不稳定（易错点）。 三、实验变量与设计 自变量 如何改变 控制变量 压力大小 增减木块上的砝码数量 保持接触面粗糙程度不变 接触面粗糙程度 更换不同材料（如木板、砂纸、玻璃） 保持压力大小不变 接触面积 将木块侧放、竖放或平放 保持压力和粗糙程度不变 运动速度 以不同速度匀速拉动木块 保持压力、粗糙程度不变 四、实验步骤与关键操作 1、基础操作 水平放置长木板，固定弹簧测力计，木块与测力计钩子相连。 匀速拉动木块，记录测力计稳定时的示数（多次测量取平均值）。 2、探究压力影响 步骤：木块上逐次添加砝码，重复测量摩擦力。 结论：摩擦力随压力增大而线性增大（验证f∝N）。 3、探究接触面粗糙程度 步骤：在木板上铺砂纸、棉布等，保持压力相同，测量摩擦力。 结论：接触面越粗糙，摩擦力越大（验证μ的差异）。 4、验证无关因素（接触面积、速度） 接触面积：同一木块不同侧面接触木板，摩擦力不变。 速度：快速或慢速匀速拉动木块，测力计示数相同。 五、中考高频考点与易错分析 1、考点归纳 实验方法：控制变量法（必考）。 结论表述：“滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，与接触面积、速度无关”。 2、易错陷阱 未匀速拉动：导致测力计示数波动，误判摩擦力变化。 混淆静摩擦与滑动摩擦：实验需确保木块已滑动后再读数。 接触面积干扰：误认为接触面积大则摩擦力大（需通过实验证伪）。 一、明确实验原理与核心公式 1、二力平衡法 实验关键：通过弹簧测力计匀速拉动木块，此时拉力与摩擦力为平衡力，大小相等。 注意：非匀速运动时，拉力≠摩擦力，需通过其他方法（如能量转化）间接分析。 2、摩擦力公式 滑动摩擦力公式：f=μN（动摩擦因数、压力）。 应用：通过对比压力或粗糙程度变化时摩擦力的变化量，推导结论。 二、精准应用控制变量法 1、变量与控制变量的区分 单一变量原则：每次实验只改变一个因素（如压力、粗糙程度），其他条件保持一致。 示例： 研究压力影响：叠加砝码（改变压力），保持接触面粗糙程度不变。 研究粗糙程度影响：更换接触面材料（如木板→毛巾），保持压力不变。 2、实验步骤设计 对比实验：通过甲、乙、丙等多组实验数据，对比摩擦力变化趋势。 改进装置：固定弹簧测力计，拉动长木板（避免匀速拉动误差）。 三、数据对比与结论推导 1、数据对比技巧 横向对比：同一变量下不同实验组的摩擦力变化（如压力增大时摩擦力增大）。 纵向对比：同一实验组内不同条件下的摩擦力变化（如粗糙程度变化时摩擦力变化）。 2、结论表述规范 模板： “当______一定时，______越大，摩擦力越大。” “实验现象表明，摩擦力与______成正比。” 四、误差分析与改进措施 1、常见误差来源 操作误差：手动拉动测力计难以保持匀速。 仪器误差：测力计未调零、接触面不干净。 2、改进方法 操作改进：固定测力计，拉动木板（无需匀速）。 仪器改进：实验前清洁接触面，多次测量取平均值。 1．（2025·台州模拟） 某同学为验证压力大小对摩擦力大小的影响，选用了长木板、木块、弹簧测力计、细线和若干个相同的铁块，设计并开展了如图实验： （1）实验中，弹簧测力计必须沿　 　方向拉着木块作匀速直线运动。 （2）在图1所示实验中，木块受到的摩擦力为　 　牛。 （3）接着该同学完成了图2和图3所示的实验，请用作图的方式把图3对应的实验补充完整： 　 　。 （4）该同学查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。他将同一木块放置在同一木板上，进行了如图4中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速运动所用的力为 和 推测 和 的大小关系为　 　。 2．（2024·舟山模拟）某同学利用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数。已知小木块与斜面和水平面的动摩擦因数相同，小木块由斜面上的A 点静止下滑，经过B 点到达水平面上的C点静止。A、C两点间的水平距离为x。小木块可视为质点。回答下列问题： （1）小木块质量为m，若动摩擦因数为μ，由A 点运动到C点过程中，克服摩擦力做功与x之间的关系式为 　 　。 （2）为尽量简便的测量小木块与接触面间的动摩擦因数，下列哪些物理量需要测量? ____。 A．小木块的质量m B．斜面倾角 C．A、B两点间的距离l D．A、C两点间的竖直高度差h E．A、C两点间的水平距离x （3）利用上述测量的物理量，写出测量的动摩擦因数 =　 　。 3．（2024·金东模拟）同学们在学习摩擦力时先根据书本上的实验步骤、 做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。 ​​ （1）如图1的甲、乙、丙所示，用弹簧测力计沿水平方向分别拉动木块做　 　运动； （2）甲、乙、丙对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2、F3， 则F1、F2、F3的大小关系为　 　； （3）为了便于读数，将实验进行了改进如图 A，木块相对地面静止时弹簧示数如图 2 中 B所示，则木块受到的摩擦力大小为　 　N； ​​ （4）小科改变传送带速度，根据实验数据绘制的速度与时间(v-t)和拉力与时间 (F-t)的关系图像，如图C、D所示，分析图像可知，滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关，原因是：　 　。 4．（2024·舟山模拟）小科对影响滑动摩擦力大小的因素进行探究。 【实验器材】氢气充气机（氢气球可充气）、压力传感器、拉力传感器、白纸、金属盒、细线若干。 【提出猜想】猜想一、接触面粗糙程度相同时，重力越大滑动摩擦力越大。 猜想二、接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 【实验装置】 【操作步骤】 ①金属盒放在质量不计的白纸上，如图甲，读出压力传感器示数；拉动白纸的过程中，读出拉力传感器的示数。 ②将质量不计的氢气球系在金属盒上，如图乙，读出压力传感器示数；拉动白纸的过程中，读出拉力传感器的示数。 ③再往金属盒注入适量的沙子，用氢气充气机继续往氢气球中充气，使压力传感器示数与步骤①中的示数相等，拉动白纸的过程中，读出拉力传感器的示数。 【实验数据】 实验次数 金属盒总重力G 压力传感器示数F1 拉力传感器示数F2 1 4.8N 4.8N 1.8N 2 4.8N 3.2N 1.2N 3 6.4N 4.8N 1.8N （1）当小科水平向左拉动白纸时，金属盒受到的摩擦力方向是　 　。 （2）步骤③中继续往氢气球中充气的目的是　 　。 （3）实验探究得出　 　（选填“猜想一”或“猜想二”或“猜想一和二”）正确。 （4）与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验有许多优点，以下说法中属于其优点的是____（选填字母序号）。 A．不需要匀速拉动白纸B．测力计位置和示数较稳定C．拉动白纸时所用拉力较小，能省力 5．（2024·金东二模）科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，猜想与假设，设计实验与制订计划，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作。某班物理课外学习小组在进行“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的课题研究时。 （1）同学们提出“滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关”，这属于科学探究活动的 　环节； （2）他们用如图1所示的实验装置来探究木块A受到的滑动摩擦力与压力的关系，已测得木块A的质量为100g，木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时，测定木块A静止时弹簧测力计的示数，得到一组与相对应的放在A上的砝码重力的数据（如表）。 砝码 0 0.50 1.00 1.50 2.00 压力 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 弹簧测力计读数 0.30 0.45 0.60 0.76 0.90 根据表中的数据在答题卡上所示的坐标纸中作出滑动摩擦力与压力的关系图像； （3）根据你作出的图像，滑动摩擦力与压力的函数关系式为　 　； （4）当放在木块A上的砝码重力为3.00N，木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时，木块A静止时所受滑动摩擦力应为　 　N。 6．（2024·温岭模拟）在研究影响滑动摩擦力大小的因素时，某同学设计了如图所示的实验装置：两个相同的滑块M、N被两块木板夹住，两木板用带螺母的“T”形金属杆连接，螺母可用来调节木板之间的松紧。 【实验步骤】①调节螺母的松紧，使滑块M、N处于静止状态，如图。 ②往滑块M上放置一定数量的砝码，直到滑块M恰好能下滑，记录此时砝码的总质量。 ③将滑块M复位，分别将螺母往里旋紧1圈、2圈、3圈，重复步骤②。 【分析讨论】 （1）实验中，通过　 　来反映滑块M受到的摩擦力大小。 （2）步骤③中“螺母往里旋紧”的目的是　 　。 （3）某同学在实验中发现使用砝码很难做到使滑块M恰好下滑，为更精确测量滑块M刚好下滑时的摩擦力大小，本实验可如何改进？　 　 【拓展延伸】由静止到运动的瞬间受到的摩擦力（最大静摩擦力）略大于滑动摩擦力。同学们又开始了新的探究…… 7．（2024·龙港模拟）拓展课上同学们从课本实验(图甲)出发，开展了探究“影响滑动摩擦力大小的因素”活动。 【明确任务】影响摩擦力大小的因素可能有：①接触面的粗糙程度②压力大小③接触面积大小④物体运动速度 【设计思路】图乙弹簧测力计嵌入到盒子内部，盒子总重为2 N。图丙是实验装置图。 装置结构 设计目的 盒顶透明 方便读数 盒底部A面较光滑、C面贴了粗糙的橡胶垫 改变接触面的粗糙程度 B面切了3个面积相等的长方形孔洞 __ ——— 透明盒顶部可放置钩码 改变接触面所受压力大小 电动调速器 改变物体运动的速度、保证物体匀速运动 弹簧测力计放置中间与电动机相同高度 保证拉力在水平方向 【实验步骤】 ①盒顶不加钩码，让A面与木板接触，改变盒子匀速直线运动速度，分别测出低速和高速情况下的滑动摩擦力。 ②盒顶不加钩码，调速旋钮旋至低速档，分别让A面和B面与木板接触，分别测出两个滑动摩擦力大小。 ③____。分别让A面和C面与木板接触，分别测出两个滑动摩擦力大小。 ④调速旋钮旋至低速挡，让A面与木板接触，每次向盒顶左右各加1个 50g的钩码，对称放置，分别测出两个滑动摩擦力大小。 （1）请完善装置设计思路　 　。 （2）请将步骤③补充完整。　 　。 （3）小科通过实验得出滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度、压力大小有关，与速度大小和接触面积的大小无关。请你结合实验推测他基于的证据是：　 。 8．（2024·义乌模拟）小金为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”进行了如下实验（忽略弹簧测力计自重，滑轮自身及与线的摩擦）。 （1）小金用量程为5N的弹簧测力计水平向左拉木块A使之做匀速直线运动，如图甲所示。则物体A受到的滑动摩擦力大小为　 　牛。 （2）若物体A各表面光滑程度相同，小金探究滑动摩擦力大小与物体接触面积大小关系实验时，把物体A竖直放置后水平向左拉木块A使之运动，发现弹簧测力计示数不稳定，在某时刻弹簧测力计示数如图乙所示。这一时刻木块的运动情况为水平向左做　 　运动（选填“匀速”、“加速”或“减速”）。 （3）小金觉得这样测量，弹簧测力计示数不稳定不易读数。小金对实验装置进行了改进，装置改进如图丙所示。装置改进后小金拉长木板使之运动，当长木板向左运动时木块所受摩擦力种类及拉长木板的要求分别是____。 A．滑动摩擦力，必需水平匀速拉 B．滑动摩擦力，不需要水平匀速拉 C．静摩擦力，必需水平匀速拉动 D．静摩擦力，不需要水平匀速拉 （4）小金在验证摩擦力与压力大小成正比的关系时，进行了如图丁所示实验，把与木块A相同的木块B叠放在木块A正上方。然后用力拉木板使其运动，发现弹簧测力计示数已经超出量程，为帮助小金测出此时的摩擦力的大小，老师提供了若干个重为3N的钩码，小金将它们连接到丁装置上，就测出了木块A所受的摩擦力，小金的具体操作是　 　。 9．（2024·龙湾模拟）某实验小组用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素，木块挂在测力计下，其右侧面与竖直传送带接触，装置左侧有可旋转的螺杆对其施加不同的压力，启动电动机使传送带转动，通过测力计的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表： 实验次数 木块重力（N） 螺杆旋转的圈数（圈） 测力计示数（N） 摩擦力（N） 1 0.60 1 0.70 0.10 2 0.60 2 0.82 0.22 3 0.60 3 0.95 0.35 4 1.20 1 1.30 0.10 5 1.80 1 1.90 0.10 （1）该实验通过　 　来改变木块与传送带之间压力的大小。 （2）分析表格数据，可以得出的结论是　 　。 （3）小龙推测在实验过程中传送带转动的方向为逆时针。请结合装置图和表格数据，解释小龙作出这一推测的理由　 　。 10．（2024·义乌模拟）小金为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”进行了如下实验（忽略弹簧测力计自重，滑轮自身及与线的摩擦）。 （1）小金用量程为5N的弹簧测力计水平向左拉木块A使之做匀速直线运动，如图甲所示。则物体A受到的滑动摩擦力大小为　 　牛。 （2）若物体A各表面光滑程度相同，小金探究滑动摩擦力大小与物体接触面积大小关系实验时，把物体A竖直放置后水平向左拉木块A使之运动，发现弹簧测力计示数不稳定，在某时刻弹簧测力计示数如图乙所示。这一时刻木块的运动情况为水平向左做　 　运动（选填“匀速”、“加速”或“减速”）。 （3）小金觉得这样测量，弹簧测力计示数不稳定不易读数。小金对实验装置进行了改进，装置改进如图丙所示。装置改进后小金拉长木板使之运动，当长木板向左运动时木块所受摩擦力种类及拉长木板的要求分别是____。 A．滑动摩擦力，必需水平匀速拉 B．滑动摩擦力，不需要水平匀速拉 C．静摩擦力，必需水平匀速拉动 D．静摩擦力，不需要水平匀速拉 （4）小金在验证摩擦力与压力大小成正比的关系时，进行了如图丁所示实验，把与木块A相同的木块B叠放在木块A正上方。然后用力拉木板使其运动，发现弹簧测力计示数已经超出量程，为帮助小金测出此时的摩擦力的大小，老师提供了若干个重为3N的钩码，小金将它们连接到丁装置上，就测出了木块A所受的摩擦力，小金的具体操作是　 　。 11．（2024·富阳模拟）小金同学想要比较X型和Y型两款登山鞋的防滑能力。鞋子防滑能力是指鞋子在没有滑动前，阻止鞋子向任何方向移动的最大力，即最大静摩擦力。最大静摩擦力会随着鞋子对地面的压力和鞋子与地面接触的粗糙程度增大而增大。小金设计的方案如下： 步骤一：采购每款的登山鞋各三双，且都是崭新的； 步骤二：每款各选一只鞋子，进行如图实验：分别将两只鞋如图甲、乙叠加后，持续拉动鞋子底下的木板，待鞋子稳定静止，读出弹簧测力计示数，并进行对比； 步骤三：每款都换一只鞋子，重复上述实验。 （1）按如图甲所示装置，向右拉动鞋子下面的木板。在此过程中鞋子受到的摩擦力是否发生改变?　 　(填：是或否)并说明理由　 　。 （2）步骤二中小温将两只鞋按如图所示叠加目的是　 　。 （3）设置步骤三的目的是　 　。 12．（2024九下·临安模拟）为更精确地测量木块的滑动摩擦力，小明引入拉力传感器并设计了如图甲的 实验．他将长、宽、高均不同的长方体木块平放，拉动木板发现传感器示数不稳定，同时观察到实验中木块总有些摆动，获得数据如图乙．是什么引起了木块的摆动，进而引起摩擦力测量值的不稳定？小明继续实验，将同一木块侧放，重复实验，获得数据如图丙． （1）实验中测量滑动摩擦力时，木板　 　匀速直线拉动（填“需要”或“不需要”）． （2）分析图乙，第1秒末，木块所受摩擦力为　 　． （3）继续实验环节基于的假设是　 　． （4）小明认为，本实验还可得出滑动摩擦力大小与接触面积有关．小科认为不正确，并从实验中找出了说服小明的证据　 　． 13．（2024·北仑模拟）小科想比较某两款运动鞋的防滑性能，他设计了如图甲所示实验，步骤如下： ①两款运动鞋各取一只，用弹簧测力计分别称出它们的重力； ②用弹簧测力计挂起较轻的那只鞋子，向里面缓慢加入细沙，直至示数与悬挂较重鞋子时相同； ③在跑步机的传送带上按图甲摆放实验用品，将弹簧测力计重新调零后，一端固定在跑步机上，另一端钩住鞋子； ④启动跑步机，待弹簧测力计示数稳定后记录弹簧测力计示数； ⑤换另一款鞋子，重复步骤④，并记录数据； ⑥比较步骤④、⑤中两次弹簧测力计示数，得出实验结论。 （1）图乙是测量其中一只鞋子时弹簧测力计示数，则这只鞋子的重力为　 　 N。 （2） 步骤②的目的是　 　。 （3）步骤④中弹簧测力计的示数　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）鞋子受到的滑动摩擦力。 （4）如果在步骤④中提高传送带速度，待弹簧测力计示数稳定后，其示数与低速时相比将　 　（选填“变大”“变小”或“不变”） 。 14．（2023·宁波）汽车在坡路险的山区公路上坡时，因车轮打滑（车轮原地转动，不能为车辆前进提供足够的驱动力）引起的事故偶有发生。小宁学习了“摩擦力”后，对汽车上坡时车轮打滑这一现象产生了兴趣，于是他利用一辆车轮可拆装的四轮电动小车进行了探究。 【实验方案】拆下小车的4个车轮，按要求装上实验用车轮（除了有无花纹外，其它均相同），置于斜坡，如图所示。启动小车，记录爬坡情况。 【实验现象】 【实验分析】 （1）第1、2次实验现象说明：该小车的前轮是为小车运动提供驱动力的（这样的车轮称为驱动轮）。由第1、3次实验现象可知：驱动轮的轮胎表面粗糙些更　 　（填“有利于”或“不利于”)提升该小车的爬坡能力。结合学过的知识，本实验能初步说明车轮打滑的原因。 （2）由第3-6次实验可知：前轮驱动的小车若前轮粗糙程度差异过大，易造成小车偏转。如果继续实验，当该小车仅右前轮、左后轮有花纹，可推测小车爬坡情况为　 　。 15．（2023·诸暨模拟）小明同学为模仿伽利略斜面实验“探究阻力对物体运动的影响”（如图甲）。让同一辆小车分别滑到铺有毛巾、棉布和未铺任何材料的木板上，观察并记录小车水平滑行的距离。（不计空气阻力） （1）在实验过程中，该同学让小车从斜面的同一位置静止释放，这一操作的目的是为了控制小车到达水平面时的　 　相等。 （2）小明根据图甲实验绘制出小车速度——时间关系图，并推测绘制出小车在光滑水平面上运动的图像，如图乙所示。其中可表示水平面光滑的是　 　。（填图中的序号） （3）图丙是各科学家先后对“运动和力”关系的不同观点，下列说法正确的是____（可多选）。 A．亚里士多德认为运动物体在不受力时会停止运动 B．伽利略提出力是维持物体运动状态的原因 C．相对牛顿的观点，笛卡尔观点未涉及静止物体 D．“牛顿第一定律”是牛顿通过实验得出的结论 E．科学观点的形成是一个不断完善、修正的过程 16．（2023·慈溪模拟）冰壶比赛中，为减小冰壶与冰面间的摩擦，运动员需在冰壶运动路线上的某些区域刷冰，如图甲。 （1）为探究刷冰长度的影响因素，小科和同学用图乙装置寻找模拟刷冰区域的材料，将木块分别放在木板、绸布、棉布上，用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动，发现测力计示数关系是F棉>F木>F绸。若用木板模拟未刷冰区域，则应选　 　（填“棉布”或“绸布”）模拟刷冰区域。 （2）他们用图丙装置，将长为l的所选材魁M平铺在木板上，代表刷冰区域。让木块从斜面上滑下，经过M后停在木板上的固定位置P。为使大地每次都能运动到固定位置P，所需M的长度l与哪些因素有关？大家提出以下猜想： 猜想1：与木块由静止滑下时的高度h有关；猜想2：与M左端到斜面底端的距离x有关。 ①验证猜想1时，保持x不变，将木块从不同高度由静止滑下，改变l，使木块最终都停在位置P，数据记录如下表所示，得到的结论是　 　。 序号 1 2 3 4 5 释放的高度h/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 M的长度l/m 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 ②验证猜想2时，小科改变M左端到斜面底端的距离x，将木块从不同高度由静止滑下，最终都停在位置P，测量出对应的所铺材料M的长度l，记录数据，得出结论。该实验操作中存在的问题是　 　。 17．（2022·舟山模拟）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小泽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）实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其在水平桌面上做　 　； （2）比较1、2两次实验，得出结论：　 　。 （3）刚开始小泽做第1次实验时控制不好力度，拉力随时间变化的图象如图乙所示，木块的速度随时间变化的图象如图丙所示，则木块在第7s时的摩擦力为　 　N。 （4）小皓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如图所示。这样改进的好处是　 　。 18．（2021·婺城模拟）小强同学在学习了滑动摩擦力之后，认为两物体间的滑动摩擦力的大小可能与两物体的接触面积大小有关，于是他通过实验探究这个问题。本实验中，该同学设计了两种方案： 方案一：木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图所示。 方案二：木块与弹簧测力计相连，弹簧测力计水平固定，通过细绳水平拉动木板，如图所示。 （1）为完成本实验，需要自己制作木块，他制作的木块应该选择下列选项中的 。(填字母编号) A．各面粗糙程度相同的正方体 B．各面粗糙程度相同，长宽高各不相同的长方体 C．各面粗糙程度不同的正方体 D．各面粗糙程度不相同，长宽高各不相同的长方体 （2）若使用方案一进行实验，应该拉动木块作　 　运动。 （3）实验记录表中除了组别外还应该记录的项目是　 　。 （4）该同学采用更合理、易于操作的方案，将木块分别平放、侧放、竖放进行实验，测得数据均相同，这说明　 　。 19．（2020·南浔模拟）某科学兴趣小组探究“滑动摩擦力大小与压力、重力二个因素是否有关”，设计了如图装置：在水平放置的台式测力计上放质量不计的白纸，再在白纸上压金属盒，右边连弹簧测力计，弹簧测力计右端固定，左边用手拉白纸。 （1）为了测出滑动摩擦力的大小，弹簧测力计读数时有什么要求？ A．白纸、金属盒都必须匀速运动 B．白纸必须匀速运动、要等金属盒停止运动 C．白纸运动可以不匀速、要等金属盒停止运动 D．白纸、金属盒都必须停止运动 （2）探究小组进行了3次实验，记录如下：请根据探究记录回答： 实验步骤 台式测力计的示数F/N 金属盒重力G/N 弹簧测力计示数f/N ① 将金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出相关数据 5 5 2 ② 接步骤①，将质量不计的氢气球系在金属盒上，在拉动白纸的过程中读出相关数据 3 5 1.2 ③ 接步骤②，往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计的示数为5N，在拉动白纸的过程中读出相关数据 5 7 2 要得出摩擦力大小与重力是否有关的结论，应对比步骤　 　。 （3）写出本探究的结论　 　。 20．摩擦力有静摩擦力和滑动摩擦力，相互接触的两物体间只有相对运动趋势而没有相对运动时产生的摩擦力叫静摩擦力，两物体间发生了相对运动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力。小明为了研究摩擦力的特点，做了如下的实验。把木块放置在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，如图1所示。拉力F逐渐增大到某一数值F1之前，木块始终保持静止，而当拉力F增大到F1时，木块恰好开始运动，且此时拉力突然减小到某一数值F2（F1>F2)，此后只需用F2大小的拉力，物块就可以沿拉力方向做匀速直线运动。根据此实验过程，可知： （1）在拉力从0开始增大到F1之前，物块与桌面间的摩擦力为摩擦力　 　（填“静”或“滑 动”），其大小在一直 　 　（填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）物体要由静止开始运动，必须克服最大静摩擦力，在此实验过程中，最大静摩擦力　 　滑动摩擦力（填“大于”“小于”或“等于”）。 （3）当物块开始运动后，若水平拉力继续增大，物块所受摩擦力 　（填“增大“减小”或“不变”）。 （4）若拉力F从0开始一直增大，在图2中定性的画出摩擦力f随拉力F的变化图像。 学科网（北京）股份有限公司 $$