2026年中考物理一轮复习高频考点:滑动摩擦力实验导学案
2026-03-18
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2份
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.39 MB |
| 发布时间 | 2026-03-18 |
| 更新时间 | 2026-03-18 |
| 作者 | 沈书禾 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56886400.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
《滑动摩擦力》实验复习答案
一、考点梳理 —— 构建知识网络
题号
答案
解析
1.实验原理
二力平衡;水平面;匀速直线;等于
二力平衡条件
2. 测量工具
弹簧测力计;外壳;重力;静止
注意手提外壳而非吊环,静止读数稳定
3. 猜想因素
压力;接触面粗糙程度
主要因素,接触面积和速度为次要因素
4. 影响因素
压力;接触面粗糙程度
核心结论
压力关系结论
在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
控制变量表述
粗糙程度结论
在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
控制变量表述
信息比较
弹簧测力计示数(即拉力/摩擦力)的变化
转换法思想
5. 典型计算
0.8;0.8;加速
滑动摩擦力只与压力和粗糙程度有关,与拉力无关;拉力1 N > 摩擦力0.8 N,物体加速
6. 实验故障
更换弹簧测力计,重新调零后重做实验;利用已测数据建立f-F关系图像,通过正比关系推算缺失数据(此方法不够严谨,仅作应急)
分情况讨论
7. 图像辨析
不能;没有控制接触面粗糙程度相同;探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系
控制变量法的应用
8. (1) 甲装置
① 提环;拉力;摩擦力 ② 匀速直线运动;运动;误差 ③ —
强调”成为一对平衡力”的完整表述
(2) 乙装置
① 不需要匀速;静止;误差 ② 自身的重力;水平方向调零
乙装置优点:无需匀速,静止读数误差小;重力影响可通过水平调零消除
(3)丙装置
匀速 静止 误差 重力
二、易错核心突破
微考点1:二力平衡原理与匀速拉动
问题1答案: 只有匀速直线运动时,木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力才是一对平衡力,大小相等,此时弹簧测力计示数才等于滑动摩擦力大小。如果不匀速,拉力不等于摩擦力,无法准确测量。
问题2答案: 观察木块是否做匀速直线运动,可通过观察弹簧测力计示数是否稳定来判断。实际操作技巧:用手轻推木块使其运动,观察测力计示数,待示数稳定时读数;或采用乙装置,拉动木板,木块静止时读数。
微考点2:影响因素的探究与控制变量
问题1答案: 应控制接触面粗糙程度、接触面积、物体运动速度等因素不变。改变压力的方法:在木块上逐次增加砝码。
问题2答案: 保持压力、接触面积不变,更换不同材料的接触面(如木板、棉布、毛巾),分别测量滑动摩擦力,比较得出结论。
微考点3:数据处理与图像分析
问题1答案: 在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
问题2答案: 在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力成正比;需要提炼的信息是:接触面粗糙程度保持不变,且f与F压的比值为定值。(或图像是一条过原点的直线)
微考点4:装置优缺点对比
问题1答案: - 甲装置优点:装置简单,操作直观。 - 甲装置缺点:需要匀速拉动木块,不易操作;弹簧测力计在运动时读数,误差大。 - 乙装置优点:拉动木板时不需要匀速,易操作;木块相对地面静止,弹簧测力计静止读数,误差小。 - 乙装置更优原因:避免了匀速拉动的操作难点,减小了读数误差。
问题2答案: 乙装置中,弹簧测力计固定不动,其重力方向竖直向下,不影响水平方向的拉力测量。但需注意:①实验前应在水平方向调零;②若测力计倒挂使用,需重新调零消除重力影响。相比甲装置,乙装置已大幅减小重力影响。
三、当堂检测 —— 近三年中考真题参考答案
1. 二力平衡 小于 A 在接触面积变化的同时,压力也发生了变化,没有控制变量 B C 2.8 不变 右
【详解】(1)[1]由二力平衡可知,只有当物体做匀速直线运动时,拉力与摩擦力才是一对平衡力,二者的大小才相等。
(2)[2]如果先在竖直方向上对弹簧测力计调零,由于弹簧自重的影响,在弹簧上的位置偏上,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,则测出的摩擦力小于实际摩擦力。
(3)[3]滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关,叠加木块改变的是压力的大小,所以验证的猜想是滑动摩擦力的大小与压力大小的关系,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(4)[4]要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系,需使压力大小和接触面的粗糙程度相同,改变接触面积的大小,大小两块(如图乙,虚线为切割线),将小块拿走,则在接触面积变化的同时,压力也发生了变化,所以,得出错误结论。
(5)[5]A.木板的长短不会影响摩擦力的大小,所以不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因,故A不符合题意;
B.木板的粗糙程度不均匀,影响摩擦力的大小,会造成弹簧测力计的示数不容易稳定,故B符合题意;
C.弹簧测力计的分度值太大,只会使测量的准确度降低,不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因,故C不符合题意;
D.木块与木板的接触面积不影响摩擦力的大小,所以不是造成弹簧测力计的示数不容易稳定的原因,故D不符合题意。
故选B。
(6)[6]A.瓶子静止时,在竖直方向受到的摩擦力与重力是一对平衡力,摩擦力等于重力,手对瓶子的握力增大,则瓶子所受的摩擦力不变,故A错误;
B.瓶子和水受到的重力和手对瓶子的摩擦力力是一对平衡力,大小相等,重力不变,摩擦力不变,与握力没有关系,故B错误;
C.向瓶子里倒水,瓶子的重力增大,由于瓶子仍静止,重力与摩擦力仍是平衡力,所以瓶子所受的摩擦力增大,故C正确。
故选C。
(7)[7][8][9]在实验操作中,很难保持物体B做匀速直线运动,所以读数不稳定,测量不准确;改进后,当拉动长木板运动的过程中,物体B保持静止状态,根据二力平衡的条件知:此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。无论长木板是否做匀速直线运动,物体B都处于静止状态 (即平衡状态) ,这样拉力等于摩擦力,而且无论拉木板速度多少,摩擦力都一样,不改变摩擦力大小,所以容易读数;B受到的拉力是向左的,所以,摩擦力是向右的;由图示测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.8N,由平衡条件可知,摩擦力
2.(1) 匀速直线 1.2 二力平衡
(2) 压力 大
(3) 无关 传送带接触面粗糙程度不均匀
【详解】(1)[1]不能直接测量摩擦力,让木块在木板上做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,在水平方向上的拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等。通过测量拉力即可知道摩擦力大小。
[2]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为F=1.2N。
[3]不能直接测量摩擦力,让木块在木板上做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,在水平方向上的拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等。通过测量拉力即可知道摩擦力大小。
(2)[1][2]在木块上放砝码,使木块与木板间压力增大了。此时乙中测力计示数大于甲中测力计示数,说明乙中木块受到的摩擦力大于甲木块受到的摩擦力。故结论是:当接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[1]根据图像可知,两种情况下,木块受到摩擦力是相等的,故结论是:摩擦力大小与受力面积无关。
[2]滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,而实验中压力是不变的,所以是传送带的表面粗糙程度不均匀,导致摩擦力大小发生变化。
3. 匀速直线 二力平衡 控制变量 增大 大 不合理 不需要
【设计实验与进行实验】(1)[1][2]实验中小明应该用弹簧测力计水平匀速直线拉动木块在长木板上滑动,这时拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡原理可得摩擦力等于拉力。
(2)[3]影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个,在探究某一因素对滑动摩擦力大小的影响时,应该采用控制变量法。
【分析与论证】(1)[4]分析比较、、三次实验数据,可以得出的实验结论是:在接触面的粗糙程度相同的条件下,滑动摩擦力随压力的增大而增大。
(2)[5]分析比较、、三次实验数据,可以得出的实验结论是:在压力相同的条件下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
【交流与评估】(1)[6]研究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系,要控制压力大小相同,将木块沿竖直方向截去一半后,压力也变为原来的一半,没有控制对接触面的压力不变,故探究过程不合理。
(2)[7]如图乙所示,木块相对地面处于静止状态,受到测力计的拉力与受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,实验过程不需要匀速拉动长木板,更易操作。
4.(1) 甲、乙 接触面的粗糙程度 3.4 不变
(2) 平衡 不是 两个力不在同一直线上
(3) 不需要 长木板表面粗糙程度不同
(4) 正比 B
(5) 无关 因为速度变化时,摩擦力大小不变
【详解】(1)[1]探究摩擦力与压力的关系,需要控制接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同,因此选择甲、乙两图进行实验。
[2]甲、丙两图中压力的大小相等,接触面的粗糙程度不同,因此可以探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
[3][4]乙图中弹簧测力计的分度值是0.2N,读数为3.4N,即拉力为3.4N,此时物体做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的滑动摩擦力与拉力大小相等为3.4N,若水平拉力逐渐增大,由于压力和接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力不变。
(2)[1]丁图中拉动木块做匀速直线运动,木块运动状态不发生改变处于平衡状态。
[2][3]丁图中木块受到的滑动摩擦力与拉力不在同一条直线上,不满足平衡力的条件,因此不是一对平衡力。
(3)[1]图戊(a)所示,该装置无论是否匀速拉动木板,木块始终相对于地面静止,处于平衡状态,与木块相连的弹簧测力计的示数与木块受到的摩擦力大小相等。
[2]弹簧测力计示数仍然不稳定,说明木块受到的滑动摩擦力大小不同,而影响滑动摩擦力的因素有压力和接触面的粗糙程度,压力的大小不变,因此可能是木板表面粗糙程度不同。
(4)[1]据戊(b)中A图线所示,物体受到的滑动摩擦力与压力的关系图像是过原点倾斜的直线,说明滑动摩擦力f与压力FN成正比关系。
[2]若换用更粗糙的木板重复上述实验,在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,因此作出摩擦力f随压力FN的变化图像,是图戊(b)中B。
(5)[1][2]由B图可知,物体在10~30s做加速运动,30~40s做匀速直线运动,40~50s做减速运动,由C图可知,这三个时间段物体受到的拉力大小相等,说明滑动摩擦力大小相等,因此可得滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关。
5. 做匀速直线运动 二力平衡 小 接触面粗糙程度 B 2.3 C 乙 见解析
【详解】(1)[1][2]小迪用弹簧测力计水平拉着木块在水平桌面上匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。此时用到的原理是二力平衡。
[3]如果弹簧测力计是在竖直方向调零的,在沿水平方向测量滑动摩擦力时,因指针回缩,那么实验中测出的摩擦力比真实值偏小。
(2)[4]小茜在桌面上铺上毛巾,接触面粗糙程度变大,重复上述步骤进行多次实验,并记录实验数据,这个过程压力不变,她这是为了探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(3)[5]滑动摩擦力大小与木板的长度、弹簧测力计的分度值和木块与木板的接触面积无关,实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是木板的粗糙程度不均匀,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[6]由图2可知,要使木块由静止开始运动,至少要2.3N的水平拉力。
[7]如果实验开始时木块所受的拉力是2N,小于最大静摩擦力,所以此时木块处于静止(还没拉动)或匀速直线运动状态,故ABD错误,C正确。
故选C。
(5)[8][9]小明、小聪同学分别设计了如图3乙所示,木块相对地面处于静止状态,受到测力计的拉力与受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,乙图的实验方案更好,理由:不必拉木板做匀速直线运动,便于操作。
6.(1)二力平衡
(2)小于
(3)压力
(4)见解析
(5)不是
(6) 2.8 不变 右
【详解】(1)木块做匀速直线运动时,在水平方向所受的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,据二力平衡知识可知,拉力大小等于滑动摩擦力的大小。
(2)在竖直方向将弹簧测力计调零,则在水平方向测力计的指针指向0刻度线偏上位置,则测量时,测力计的示数比实际的偏小,所以测得的摩擦力偏小。
(3)图乙中,叠放木块后,压力变大,而叠放与未叠放木块的两种情况下,接触面的粗糙程度不变,所以探究的是滑动摩擦力的大小与压力的关系。
(4)要探究滑动摩擦力与接触面积大小的关系,应保持压力及接触面的粗糙程度不变,而改变接触面积的大小,图丙中,在改变接触面积大小的同时,改变了压力的大小。
(5)木块在斜面上被匀速拉动时,受到四个力的作用处于平衡,沿斜面向上的拉力、沿斜面向下的滑动摩擦力及竖直向下的重力和垂直于斜面向上的支持力作用,重力和支持力不是平衡力,两者方向不相反,则拉力和摩擦力也不是平衡力。
(6)[1]图戊中,B在水平方向受到拉力和滑动摩擦力的作用处于平衡状态,所受的水平方向的两个力是一对平衡力,它们的大小相等。弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N,所以B受到A的摩擦力为2.8N。
[2]若木板A做加速运动,B与A间接触面的粗糙程度不变,压力不变,滑动摩擦力的大小不变。
[3]B相对地面静止,水平方向的拉力与摩擦力是平衡力,拉力水平向左,则B所受的摩擦力水平向右。
四、实验反思与方法归纳参考答案
项目
答案
1. 控制变量法
接触面粗糙程度;压力
转换法
滑动摩擦力
图像法
正比(或线性)
2. 测量原理
二力
装置改进
匀速直线拉动
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《探究滑动摩擦力》实验复习
【考情分析】
近3年中考中,本实验考查频次极高。
主要考查角度:①二力平衡原理与匀速拉动;②弹簧测力计的使用与读数;③控制变量法的应用(压力、接触面粗糙程度);④实验数据分析和结论归纳;⑤实验装置改进与误差分析(如弹簧测力计固定、木板抽动);⑥特殊测量方法。
一、考点梳理 —— 构建知识网络
1. 原理
实验原理: ________条件。满足此原理的条件:物体在________上做________运动,此时拉力________滑动摩擦力。
2. 测量工具与使用
测量工具: ________。使用时手提此工具的________(选填”吊环”或”外壳”),减小本身________对实验的影响,在________(选填”静止”或”运动”)时读数。
3. 猜想与影响因素
猜想: 滑动摩擦力大小可能与________、________、接触面积、物体运动速度等因素有关。
4. 实验结论归纳
滑动摩擦力大小与________和________有关。
探究滑动摩擦力大小与压力大小关系时,结论为:________________________________。
探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度关系时,结论为:_________________________。
实验中,通过比较________得出上述结论。
5. 典型计算与动态分析
当把重 5 N 的物体放在水平木板面上,弹簧测力计用 0.8 N 的力使其做匀速直线运动,此时滑动摩擦力为________N;当用弹簧测力计以 1 N 的力拉此物体做加速运动时,则滑动摩擦力为________N,此时物体做________运动(选填”匀速”“加速”或”减速”)。
6. 实验故障与应变
在”探究滑动摩擦力大小与压力大小关系”的实验中,已完成部分数据测量,此时弹簧测力计突然损坏。
若允许更换器材,应如何继续实验?___________________________________________;
若不允许更换器材,如何验证已测数据的可靠性?________________________________。
7. 实验图像辨析
假设实验装置如图所示:
能用②③④三次实验探究滑动摩擦力的大小与压力是否有关吗?________,理由是________________________________________________。
利用①④⑤三次实验,可以完成的实验是_________________________________。
8. 三种实验装置优缺点
(1) 甲装置(传统装置):
① 弹簧测力计如何运动?应该在弹簧测力计________上读数,其目的是使________和________成为一对平衡力。
② 缺点:使用甲装置时,要求弹簧测力计拉着木块做________,不易操作;弹簧测力计在________时读数,________大。
③ 优点:装置简单。
(2) 乙装置(改进装置):
① 优点:木板抽动时________易操作,且弹簧测力计在________时读数,________小。
② 缺点:弹簧测力计________会对实验有影响(可通过________减小影响)。
(3)丙装置(改进装置)
① 优点: A.不用________抽动木板,易操作。
B.弹簧测力计在________ 时读数,________ 小。
C.弹簧测力计________对实验无影响。
② 缺点:装置复杂,不易组装。
二、易错突破
微考点1:二力平衡原理与匀速拉动
问题1: 实验中为什么要使木块在水平面上做匀速直线运动?如果不匀速,会有什么影响?
问题2: 如何判断木块是否做匀速直线运动?实际操作中有什么技巧?
方法点拨(微考点1)
根据二力平衡,只有匀速直线运动时拉力才等于滑动摩擦力。
实际操作中很难严格匀速,因此常用乙装置(拉动木板)避免匀速要求,弹簧测力计示数稳定后读数即可。
微考点2:影响因素的探究与控制变量
问题1: 在探究滑动摩擦力与压力大小的关系时,应控制哪些因素不变?如何改变压力?
问题2: 在探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,应如何操作?
方法点拨(微考点2)
控制变量:探究压力关系时,保持接触面粗糙程度、接触面积不变,通过添加砝码改变压力。
探究粗糙程度关系时,保持压力、接触面积不变,更换不同材料的接触面(如毛巾、棉布)。
微考点3:数据处理与图像分析
问题1: 某次实验数据如下表,请分析滑动摩擦力f与压力F压的关系。
实验次数
接触面粗糙程度
压力F压/N
弹簧测力计示数/N
滑动摩擦力大小/N
1
相同
5
1.0
1.0
2
7
1.4
1.4
3
9
1.8
1.8
结论是: 。
问题2: 若根据数据所画图像如下,则根据图像可得出的结论是:____________________;得出这一结论需要提炼的信息是:______________________________________。
方法点拨(微考点3)
滑动摩擦力与压力成正比,比值为动摩擦因数μ(f = μF压)。
图像法可直观看出正比关系,数据处理时可用f/F压比值是否恒定来检验。
微考点4:装置优缺点对比
问题1: 甲装置(弹簧测力计拉木块)和乙装置(拉动木板)各有什么优缺点?为什么乙装置更优?
问题2: 乙装置中,弹簧测力计的重力是否会影响测量?如何减小这种影响?
方法点拨(微考点4)
甲装置需要匀速拉动,不易控制,且弹簧测力计在运动时读数误差大。
乙装置中,木板被抽动,木块相对地面静止,弹簧测力计静止读数,示数稳定,且无需匀速。
三、当堂检测 —— 近三年中考真题
1.在探究“滑动摩擦力的大小与什么有关”的实验中,所用装置如图甲所示。
(1)从弹簧测力计直接读出的是拉力大小,实验中需要让拉力与木块所受滑动摩擦力大小相等,则应满足的主要条件是:将木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做匀速直线运动。根据_________的知识可得,拉力大小等于滑动摩擦力的大小;
(2)拉动木块前,若先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,则测出的摩擦力_________(选填“大于”“等于”或“小于”)实际摩擦力;
(3)利用如图所示的装置进行相关实验后,在木块上再叠放另一个木块来进行实验。分析叠放木块与不叠放木块两种情况对应的数据,是为了验证下列猜想中的_________;(填字母)
A.滑动摩擦力的大小与压力大小有关
B.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
C.滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关
D.滑动摩擦力的大小与运动的速度大小有关
(4)为了验证“滑动摩擦力与接触面积大小是否有关”,将小木块沿竖直方向切成大小两块(如图乙,虚线为切割线),将小块拿走,进行实验,最后得出结论与正确结论不相符,请你指出他们实验中的错误是:_________;
(5)交流评估时,某实验小组提出:实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定。可能的原因是_________;
A.木板的长度太长
B.木板表面的粗糙程度不均匀
C.弹簧测力计的分度值太大
D.木块与木板的接触面积太大
(6)生活中不仅有滑动摩擦,还有静摩擦等。如图丙所示,下列判断正确的是_________;(填字母)
A.瓶子没有掉下来是手对瓶子的握力作用
B.当增大手对瓶的握力时,手与瓶间的摩擦力变大
C.当向瓶中装入水时,手与瓶间的摩擦力变大
(7)采用如图装置实验探究。实验中,用F=5N水平向右的拉力匀速拉动木板A,物块B静止不动,弹簧测力计的示数如图,则B受到的A的摩擦力为_________N,若使木板A做加速运动,则B所受摩擦力大小将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)方向为水平向_________“左”或“右”)。
2.小明利用弹簧测力计、粗糙程度不同的水平长木板、木块和砝码等器材探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”。
(1)如图1甲所示,小明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,使其在木板表面做________运动,记录此时弹簧测力计的示数为________N。根据________知识可知,木块与长木板间的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力大小。
(2)如图1乙所示,小明在木块上加放砝码,重复(1)中的操作。比较图甲、乙实验,可以得出结论:当接触面粗糙程度一定时,________越大,滑动摩擦力越________。
(3)小明想探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关。为了提高测量精度,小明利用力传感器和传送带设计了如图2甲所示的装置,保持传送带的转速不变进行实验,计算机记录木块平放和侧放时的传感器数据分别如图2乙、丙(木块平放和侧放时的底面积不同)所示。
①分析图2乙、丙可初步得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积________(选填“有关”或“无关”);②小明发现传感器测得的滑动摩擦力数据不稳定,可能的原因是__________;
3.小明和同学们观看2022年冬奥会,发现冰壶运动员在冰面上来去自如,于是,他们想探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
【实验器材】长木板、棉布、毛巾、木块、砝码、弹簧测力计。
【设计实验与进行实验】
(1)如图甲所示,小明用弹簧测力计水平拉动木块做______运动,根据______原理,可知此时滑动摩擦力与拉力的大小相等;
(2)由于影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个,在探究某一因素对滑动摩擦力大小的影响时,应该采用的研究方法是______法。
(3)下表是实验小组的实验过程和数据记录:
实验次数
接触面
压力
摩擦力
1
木块与木板
2
木块与木板
3
木块与木板
4
木块与棉布
5
木块与毛巾
【分析与论证】
(1)分析比较1、2、3三次实验数据,可以得出的实验结论是:在接触面的粗糙程度相同的条件下,滑动摩擦力随压力的增大而______(选填“增大”或“减小”);
(2)分析比较3、4、5三次实验数据,可以得出的实验结论是:在压力相同的条件下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越______(选填“大”或“小”)。
【交流与评估】
(1)在交流评估环节中,小明认为滑动摩擦力的大小还与接触面积有关,为了验证他的想法,他进行了如下设计:将图甲中的物块竖直切掉一半重新进行实验,测得物块所受摩擦力与甲图中测得的数据进行比较,从而得出结论。请对小明的设计方案进行评估______(选填“合理”或“不合理”)。
(2)某小组在实验中发现较难保持木块匀速运动,导致弹簧测力计示数不稳定。于是他们改进实验,如图乙所示,固定弹簧测力计,拉动长木板进行实验。实验过程______(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板,更易操作。
4.探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验活动中,同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:猜想一:接触面所受的压力大小;猜想二:接触面的粗糙程度;猜想三:物体运动的速度。接下来,他们通过实验来验证这些猜想:
(1)小红用测力计拉同一木块进行了多次正确实验操作,实验情景如图甲、乙、丙所示:
①比较_______两图的实验可知:滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
②比较甲、丙两图的实验可知:滑动摩擦力的大小与________有关;
③由乙图可知物体匀速运动时,水平拉力为________N,若水平拉力逐渐增大,则木块受到的摩擦力________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)在操作过程中小红还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此过程中,木块处于_______(选填“平衡”或“不平衡”)状态;弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力,理由是:_________;
(3)小红发现:在实际操作中弹簧测力计示数不稳定,于是改进了实验,如图戊(a)所示,该装置的优点是_________(选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。但是他却发现当水平拉动木板的过程中,发现弹簧测力计示数仍然不稳定,你认为不稳定的主要原因可能是_________;
(4)小毅在图戊(a)的基础上继续进行实验,他通过改变木块上砝码的个数改变木块对木板的压力,记录多组滑动摩擦力f及压力FN的大小,作出摩擦力f随压力FN的变化图像,如图戊(b)中A图线所示,则滑动摩擦力f与压力FN成________关系;若换用更粗糙的木板重复上述实验,作出摩擦力f随压力FN的变化图像,如图戊(b)中_________所示(选填“B”或“C”);
(5)为研究猜想三,同学们进一步改进实验装置(如下图所示),改进传送带速度,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,如下图B、C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_________(选填“有关”或“无关”),理由是:_________。
5.小迪和小茜用如图1所示的装置,探究摩擦力的大小与哪些因素有关。
(1)小迪用弹簧测力计水平拉着木块在水平桌面上 ____________,此时用到的原理是 _________。如果弹簧测力计是在竖直方向调零的,那么实验中测出的摩擦力比真实值偏 _____(选填“大”或“小”);
(2)小茜在桌面上铺上毛巾,重复上述步骤进行多次实验,并记录实验数据,她这是为了探究滑动摩擦力与 ____________的关系;
(3)交流评估时,某实验小组提出:实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,你认为可能的原因是 _____;
A.木板的长度太长
B.木板的粗糙程度不均匀
C.弹簧测力计的分度值太大
D.木块与木板的接触面积太大
(4)小茜在实验时还发现:在木块没有被拉动时,弹簧测力计也有示数,且示数会变化。她请教老师,知道可用F﹣t图像表示拉力随时间的变化情况。若某次实验开始拉动木块直到木块匀速滑动的F﹣t图像如图2所示,其中0~4s木块处于静止状态。分析图像可知:要使木块由静止开始运动,至少要用 ________N的水平拉力拉木块;如果实验时木块所受的拉力是2.0N,则下列对木块所处状态的判断,正确的是:_____;
A.静止
B.匀速直线运动
C.静止或匀速直线运动
D.条件不足,无法判断
(5)实验时为了较准确地测定滑动摩擦力,小明、小聪同学分别设计了如图3甲、乙所示的实验方案你认为:_____图的实验方案更好(填“甲”或“乙”)。理由:____________________。
6.小明在探究“滑动摩擦力的大小与什么有关”的实验中,所用装置如图甲所示。
(1)从弹簧测力计直接读出的是拉力大小,实验中需要让拉力与木块所受滑动摩擦力大小相等,则应满足的主要条件是:将木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做匀速直线运动。根据________的知识可得:拉力大小等于滑动摩擦力的大小;
(2)拉动木块前,若先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,则测出的摩擦力________(选填“大于”“等于”或“小于”)实际摩擦力;
(3)利用如图所示的装置进行相关实验后,在木块上再叠放另一个木块如图乙来进行实验。分析叠放木块与不叠放木块两种情况对应的数据,是为了探究滑动摩擦力的大小与________有关;
(4)为了探究“滑动摩擦力与接触面积大小是否有关”,小明将木块沿竖直方向切成大小两块(如图丙,虚线为切割线),将小块拿走,进行实验,最后得出的结论与正确结论不相符,请你指出他在实验中的错误是:________;
(5)同组的小华将物体放在斜面上匀速拉动,则此时弹簧测力计对木块的拉力与木块所受的摩擦力________(选填“是”或“不是”)一对平衡力;
(6)该小组发现实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,于是采用如图戊所示装置进行探究。实验中,用大小为5N的水平拉力F匀速拉动木板A,物块B静止不动,弹簧测力计的示数如图,则B受到的A的摩擦力为________N,若木板A做加速运动,则B所受摩擦力大小将________(选填“变大”“变小”或“不变”),方向为水平向________(选填“左”或“右”)。
四、实验反思与方法归纳
1. 本实验渗透的科学方法
控制变量法: 探究压力关系时,保持________不变;探究粗糙程度关系时,保持________不变。
转换法: 通过弹簧测力计示数间接测量________的大小。
归纳法: 通过多次实验数据,归纳出影响滑动摩擦力的因素。
图像法: 利用图像直观反映________关系。
2. 实验操作要点总结
测量原理:________平衡。
拉动要求:水平方向匀速直线运动(或拉动木板,木块静止)。
读数时机:弹簧测力计示数稳定时读数。
装置改进:乙装置(固定测力计,拉动木板)可以避免________的要求,减小误差。
3. 你的实验困惑: 。
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