专项训练09 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练(全国通用)
2026-05-11
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 摩擦力 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 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 | 2.58 MB |
| 发布时间 | 2026-05-11 |
| 更新时间 | 2026-05-14 |
| 作者 | 物理核心素养知识学堂 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57810213.html |
| 价格 | 2.40储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦滑动摩擦力影响因素探究,通过常规与创新考法系统覆盖实验原理、控制变量法及数据处理,强化科学探究与科学思维
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|常规考法|9道|基础实验操作、原理应用、结论分析|以二力平衡原理为核心,围绕压力、接触面粗糙程度变量设计实验,构建"原理-操作-结论"逻辑链|
|创新考法|8道|表格数据处理、图像分析、实验改进|拓展至运动状态影响、接触面积探究,通过数据归纳与图像转换深化科学论证,体现从具象操作到抽象思维的提升|
内容正文:
2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练(全国通用)
专项训练09 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
一、常规考法(9道题)
二、创新(含表格图像作图等)考法(8道题)
一、常规考法(9道题)
1. 如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。钢块和木块的大小和形状完全相同。
(1)如图所示,为测出滑动摩擦力的大小,甲、乙、丙三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向_______拉动物体,根据_______原理,此时滑动摩擦力大小等于拉力的大小;
(2)比较甲、乙两图,可得到的结论是_______;
(3)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是_______;
(4)图甲中,若物体是做加速直线运动,物体受到的摩擦力大小将____(选填“变大”“不变”或“变小”)。
2. 在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示。选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中应该用弹簧测力计拉着木块在水平接触面上做______运动,根据______知识可知,木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计示数。
(2)如果想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,比较两图可得出的结论是______。
(3)某同学猜想:滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关。于是他将甲图中木块切去一半(如图丁所示),重复甲图的实验操作。他比较图甲和图丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他探究过程中存在的问题是______,改进方法是______。
3. 在探究“滑动摩擦力大小跟哪些因素有关”的实验中:
(1)此实验是根据__________原理测出摩擦力大小的;
(2)小明刚开始拉木块时,木块没有被拉动,此时木块所受的摩擦力_______拉力;当弹簧测力计的示数为2N 时,木块做匀速直线运动,当拉力变为3N时,滑动摩擦力为_____N;
(3)比较甲、丙两次实验可得出的结论是:滑动摩擦力的大小跟_______有关。
4. 为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小华设计了如图所示实验(实验所用棉布比木板表面粗糙)。
(1)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做__________运动,根据二力平衡的知识,可知滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小是否与_________有关;
(3)比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小华由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是_________的(选填“正确”或“错误”),理由是__________;
(4)小华对实验装置进行改进后,如图戊所示,当他再进行实验时,发现效果更好。请你说出改进后优点是________(写出一条即可)。
5. 如图所示,在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中:
(1)由_______两图可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系;
(2)在丙图中,如果加速拉动弹簧测力计,滑动摩擦力将_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)观察比较乙图和丁图(B是将A竖直切去一半后剩余部分)的实验数据,得出结论:接触面积越小,滑动摩擦力越小。同学们认为这个结论并不可靠,实验中存在的问题是:________。
6. 在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,装置如图所示,铝块和木块的外形相同,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.(忽略滑轮的摩擦)
(1)图甲中,将铝块放在水平木板上,竖直向上拉测力计,当铝块沿水平方向做 ___ 运动时,铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数F1,则F1= ___ N.
(2)比较甲、乙两次实验,可以得出:在 ______ 相同时, ________ 越大,滑动摩擦力越大.
(3)图乙实验完成后,利用原有器材,还可以进一步探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,请你简要说明实验方案 _____
(4)请你判断:图丙中,铝块水平运动时所受滑动摩擦力 ________ (选填“大于”“等于”或“小于”)图甲中铝块所受的滑动摩擦力.
7. 小明在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在粗糙程度相同的水平面上做水平匀速直线运动,如图所示,测量物体受到的滑动摩擦力的大小。
(1)测量时,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数,依据是:___________;
(2)比较甲、乙、丙三图测量结果,得到的结论是:___________;
(3)同组的小东认为物体所受滑动摩擦力的大小还跟接触面积有关。于是他改进了小明的实验装置,增加了符合实验要求的带滑轮的木板,两个大小不同、材料相同、表面粗糙程度相同的带挂钩的立方体木块A和B(如图所示)。小东根据猜想进行了如下实验:
①将木块A放在木板上,调节滑轮高度使细线沿水平方向拉物体,竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计,读出弹簧测力计示数F并记录。
②用木块B替换木块A,仿照步骤①再做一次实验。
③用计算出滑动摩擦力大小f,比较两次f的大小验证自己猜想的对错。
请你针对小东探究过程中存在的错误是:___________。
8.小丹选取了两个弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10N和15N的两个木块(表面粗糙程度相同)等器材,探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
(1)小丹水平匀速直线拉动木块,利用________条件可知木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。她分别做了如图甲、乙、丙所示三次实验;
①分析甲、乙两次实验,可以得出接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力________的结论;
②分析甲、丙两次实验,可以得出压力相同时,接触面________,滑动摩擦力越大的结论;
③小丹从上述实验联想到生活中瓶盖上设计了花纹,可用________(填“①”或“②”)结论进行解释;
(2)她想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,利用图甲实验做对比分析,又设计了如图丁所示的实验,使弹簧测力计A始终保持竖直状态,并调整高度,使其示数为________N,拉动木板,当木块相对于地面静止时,弹簧测力计B的示数为1N,分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小________。
9. 探究影响滑动摩擦力大小的因素时,小明根据生活经验提出如下猜想:①与接触面粗糙程度有关;②与压力大小有关。
(1)为验证猜想,他利用木块、弹簧测力计、木板、毛巾、重物等器材进行实验,实验前,应将弹簧测力计______放置后进行校零;
(2)实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平木板上做______运动,弹簧测力计示数如图甲,此时木块受到的滑动摩擦力大小为______N;
(3)比较______两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
二、创新(含表格图像作图等)考法(8道题)
1. 小明用如图所示装置探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)实验过程中,依据二力平衡条件可知,当用弹簧测力计沿_______方向拉动水平木板上的木块做匀速直线运动时,滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数;
(2)为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度之间的关系,应对比_______两次实验数据;
(3)图乙中木块受到滑动摩擦力的方向是水平向_______;
(4)画出图甲中木块所受的支持力。
2. 某实验小组想要探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,同学们做出如下猜想并设计了如图所示的实验,请将实验过程补充完整。
猜想A:滑动摩擦力大小可能跟压力大小有关;
猜想B:滑动摩擦力大小可能跟接触面的粗糙程度有关。
(1)实验中沿水平方向匀速直线拉动弹簧测力计,根据_________原理可以测出滑动摩擦力的大小;比较图_________和图乙中弹簧测力计的示数,可以验证猜想__________是正确的;
(2)比较图甲和图丙中弹簧测力计的示数,可得结论:_________;
(3)使用橡皮时需要使劲蹭,才能将铅笔字擦干净,这一现象可以利用猜想_________(填“A”或“B”)来解释;
(4)在图乙实验中拉着木块和重物沿水平方向做匀速直线运动,木块上方的重物__________(填“受”或“不受”)木块施加的摩擦力作用;
(5)同学们又猜想滑动摩擦力大小与运动速度是否有关。下面是选用以上器材为探究这个猜想设计实验数据记录表格,则表格中(a)、(b)两处应填入的内容是(a)__________;(b)__________。
次数
压力/N
接触面的材料
(b)
弹簧测力计的示数/N
滑动摩擦力的大小/N
1
木板
2
木板
3
(a)
3. 为了探究“当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力的关系”,小马同学设计了如图甲所示的实验装置。
(1)实验中木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动,根据______知识,则木块所受滑动摩擦力的大小______(选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数;
(2)在同一次实验中,小马发现,当用不同的速度匀速拉同一物块,弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小______(选填“有关”或“无关”);
(3)在实验中,小马通过改变物块的重力进行多次实验,记录的数据如下表。通过分析可知,______;
次数
1
2
3
4
5
6
木块的重力(N)
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
测力计读数(N)
0.8
1.3
16
1.9
2.4
2.8
小明同学考虑到在实际操作中很难控制弹簧测力计和滑块一起做匀速直线运动,于是进行了改进:
(4)如图乙,在小桶内装入适量的沙子,使滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动,为了测出滑块受到的滑动摩擦力大小,应测量______的重力;
(5)如图丙,在滑块上加砝码,发现需要装入更多的沙子,滑块才能做匀速直线运动。比较乙、丙两次实验,小明与小马得出的实验结论______(选填“是”或“不是”)一致的。
4. 小亮要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
①接触面所受的压力大小;
②接触面的粗糙程度;
③物体运动的速度。
接下来,小亮通过如图甲的实验操作来验证他的猜想,并将实验数据绘制成如图乙的图像。
(1)实验中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,这样做是根据______的知识得出拉力等于滑动摩擦力,从而测出木块所受的滑动摩擦力的大小;
(2)物体在木板表面受到的滑动摩擦力为______N,在毛巾表面受到的滑动摩擦力为______N。该实验验证的猜想是______(填写题干中的猜想序号),并得出结论:______;
(3)小亮又以比较快的速度拉动弹簧测力计,发现数据几乎没有变化,说明滑动摩擦力的大小与物体运动的快慢______(选填“有关”或“无关”)。
5. 图甲是冰壶项目运动员穿的两只鞋的鞋底,它们材质不同用途不同,一个用来蹬冰,一个用来滑行。思思猜测两个鞋底的摩擦可能不同,于是他利用这两只鞋子和其它器材,探究了滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
序号
接触面
压力
测力计示数
1
橡胶
不变
10.4
2
塑料
不变
4.8
(1)如图乙所示,用弹簧测力计水平拉动一只鞋子在水平桌面做匀速直线运动,根据__________条件及弹簧测力计的示数可知,此时鞋子受到的摩擦力为__________N;
(2)换另一只鞋子重复上述实验,发现两次实验的示数不同,据此能否得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关的结论?__________。后续操作最便捷的是__________;
A.分别用手轻轻地压住两只鞋子再进行实验
B.分别向两只鞋中加等量的砝码再进行实验
C.将两只鞋子重叠起来,再分别让两只鞋底接触桌面进行实验
(3)用最佳方案进行了后续实验,并把实验数据记录在表中,分析数据可知:橡胶底的鞋子是用来__________的。
6. 小聪用如图甲所示的装置做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平面上做匀速直线运动,记录的部分实验数据如下表:
序号
接触面情况
接触面所受压力
弹簧测力计示数
1
木板
4
2
木板
6
3
木板
8
4
棉布
6
5
毛巾
6
(1)在实验操作中,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平面上做匀速直线运动,这样做的目的是 ;
(2)分析表中序号为1、2、3的三组实验数据可得:滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F压大小的关系式是 ;
(3)通过分析序号为 的三组实验数据可得:滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关;
(4)某次实验中拉动木块由静止到匀速直线运动的过程中,弹簧测力计对木块的拉力F拉随时间t的变化
关系图像如图乙所示,其中0~3s内木块处于静止状态。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;如果实验时木块受到的拉力是1.8N,下列对木块所处状态的判断,正确的是 ;
A.始终静止
B.始终做匀速直线运动
C.静止或匀速直线运动
D.条件不足,无法判断
(5)实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是 ;
(6)从本实验的器材中选择水平木板、棉布和 ,并添加斜面和小车,还可以做“探究阻力对物体运动的影响”的实验。
7. 为了探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,小明选用同一长方体金属块(由两个相同的正方体金属块前后并列粘在一起组成)在水平面上做了如图所示的两次实验。
(1)实验中小明使用弹簧测力计水平拉着长方体金属块在木板上做______运动,根据______原理测量出滑动摩擦力大小的;
(2)分析甲乙实验,观察测力计的示数,可以得到的结论是____________;
(3)在图甲所示实验中,当拉力为2.2N时,金属块保持静止,金属块所受摩擦力大小为______N;
(4)在图乙所示实验中,金属块和砝码在拉力的作用下做匀速直线运动。若将拉力增大到4.5N,则金属块和砝码一起向右做加速运动,此时金属块所受滑动摩擦力为______N;
(5)小明想研究滑动摩擦力和接触面积的关系,于是在甲实验的基础上拿走一个正方体金属块,用弹簧测力计拉动剩下的正方体金属块测量它的滑动摩擦力,发现正好是1.4N,由此小明认为接触面积减少一半,滑动摩擦力也要减少一半,小明的做法是否正确?______,理由是____________;
(6)画出图乙中砝码所受重力的示意图__________。
8. 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。
(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,根据二力平衡知识,弹簧测力计对木块的拉力大小______滑动摩擦力的大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(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甲图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,记录的实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
运动速度(m/s)
0.3
0.4
0.5
0.6
测力计示数(N)
1.2
1.2
1.2
1.2
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”);
(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______长木板B做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”)。
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2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练(全国通用)
专项训练09 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
一、常规考法(9道题)
二、创新(含表格图像作图等)考法(8道题)
一、常规考法(9道题)
1. 如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。钢块和木块的大小和形状完全相同。
(1)如图所示,为测出滑动摩擦力的大小,甲、乙、丙三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向_______拉动物体,根据_______原理,此时滑动摩擦力大小等于拉力的大小;
(2)比较甲、乙两图,可得到的结论是_______;
(3)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是_______;
(4)图甲中,若物体是做加速直线运动,物体受到的摩擦力大小将____(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1) 匀速 二力平衡(2) 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大(或滑动摩擦力大小与压力大小有关)(3) 控制压力大小相同 (4) 不变
【解析】(1)甲、乙、丙三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物体,此时物体处于平衡态,根据二力平衡原理,此时滑动摩擦力大小等于拉力的大小,即弹簧测力计的示数。
(2)比较甲、乙两图,接触面粗糙程度相同、压力大小不同,弹簧测力计示数不同,可得到的结论是:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是即可以使压力保持不变,同时还可通过改变叠放次序控制接触面粗糙程度的变化,探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系。
(4)滑动摩擦力大小跟接触面的压力和粗糙程度有关,跟物体运动速度无关,则物体做加速直线运动,物体受到的摩擦力大小不变。
2. 在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示。选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中应该用弹簧测力计拉着木块在水平接触面上做______运动,根据______知识可知,木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计示数。
(2)如果想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,比较两图可得出的结论是______。
(3)某同学猜想:滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关。于是他将甲图中木块切去一半(如图丁所示),重复甲图的实验操作。他比较图甲和图丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他探究过程中存在的问题是______,改进方法是______。
【答案】(1)匀速直线 二力平衡(2) 乙丙 压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大(3) 没有控制压力相同 见解析
【解析】(1)应该用弹簧测力计拉着木块在接触面上做匀速直线运动,木块受到的拉力和摩擦力是平衡力,根据二力平衡知识可知,木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)要探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系,需要控制压力大小相同,接触面粗糙程度不同,图乙丙符合题意;可以看出丙中接触面比较粗糙,弹簧测力计的示数较大,摩擦力较大,可以得到压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
(3)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,而将木块切去一半,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。可以将切下的木块叠放在被拉木块上面,重复甲的操作过程,比较它和甲的实验结果,得出结论。
3. 在探究“滑动摩擦力大小跟哪些因素有关”的实验中:
(1)此实验是根据__________原理测出摩擦力大小的;
(2)小明刚开始拉木块时,木块没有被拉动,此时木块所受的摩擦力_______拉力;当弹簧测力计的示数为2N 时,木块做匀速直线运动,当拉力变为3N时,滑动摩擦力为_____N;
(3)比较甲、丙两次实验可得出的结论是:滑动摩擦力的大小跟_______有关。
【答案】(1)二力平衡(2) 等于 2 (3) 接触面的粗糙程度
【解析】(1)用弹簧测力计匀速直线拉动木块时,拉力和木块受到的摩擦力是一对平衡力,由二力平衡可知,这两个力大小相等,由此可以测出摩擦力大小。
(2)木块没有被拉动,说明木块受平衡力,即拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。
当弹簧测力计的示数为2N 时,木块做匀速直线运动,由二力平衡知,摩擦力为2N;当拉力变为3N时,木块对长木板的压力和两者间接触面的粗糙程度均相同,则木块受到的摩擦力不变,仍为2N。
(3)甲、丙两图中,压力大小相同,接触面粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,摩擦力大小不同,说明滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的有关。
4. 为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小华设计了如图所示实验(实验所用棉布比木板表面粗糙)。
(1)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做__________运动,根据二力平衡的知识,可知滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小是否与_________有关;
(3)比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小华由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是_________的(选填“正确”或“错误”),理由是__________;
(4)小华对实验装置进行改进后,如图戊所示,当他再进行实验时,发现效果更好。请你说出改进后优点是________(写出一条即可)。
【答案】(1) 匀速直线 (2)压力大小(3) 错误 没有控制压力大小相同(4) 不需要像之前那样拉着物块做匀速直线运动
【解析】(1)在实验过程中,为了确保滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力,我们需要使物块在水平方向上做匀速直线运动。这是因为当物块做匀速直线运动时,它受到的力是平衡的,即滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等。因此,我们可以通过读取弹簧测力计的示数来得知滑动摩擦力的大小。
(2)比较甲、乙两次实验,我们可以看到两次实验中接触面的粗糙程度是相同的,但压力的大小不同。甲实验中压力小,乙实验中压力大。通过比较两次实验中弹簧测力计的示数,可以探究滑动摩擦力大小是否与压力大小有关。
(3)比较甲、丁两次实验时,没有控制压力不变,除了接触面积不同外,压力也不相同,甲实验中的压力比乙的大。所以,小华的结论是错误的。
(4)改进后的实验装置如图戊所示,其优点在于弹簧测力计是固定的,不需要像之前那样拉着物块做匀速直线运动。这样不仅可以减小实验操作的难度,还可以使弹簧测力计的读数更加稳定准确。同时,由于物块是在水平方向上自由滑动的,因此它受到的力更加接近真实情况下的滑动摩擦力。
5. 如图所示,在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验中:
(1)由_______两图可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系;
(2)在丙图中,如果加速拉动弹簧测力计,滑动摩擦力将_______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)观察比较乙图和丁图(B是将A竖直切去一半后剩余部分)的实验数据,得出结论:接触面积越小,滑动摩擦力越小。同学们认为这个结论并不可靠,实验中存在的问题是:________。
【答案】(1)甲、丙 (2)不变 (3) 没有控制压力相同
【解析】(1)要探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系时,根据控制变量法,需控制压力不变,改变接触面的粗糙程度。图甲和图丙,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,可探究摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。
(2)在丙图中,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,即使拉力增大,滑动摩擦力也不变。
(3)研究摩擦力大小与接触面积大小的关系时,根据控制变量法,要控制压力和接触面的粗糙程度相同,将A竖直切去一半后剩余部分对支持面的压力大小发生了改变,即没有控制压力相同,这个结论并不可靠。
6. 在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,装置如图所示,铝块和木块的外形相同,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.(忽略滑轮的摩擦)
(1)图甲中,将铝块放在水平木板上,竖直向上拉测力计,当铝块沿水平方向做 ___ 运动时,铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数F1,则F1= ___ N.
(2)比较甲、乙两次实验,可以得出:在 ______ 相同时, ________ 越大,滑动摩擦力越大.
(3)图乙实验完成后,利用原有器材,还可以进一步探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,请你简要说明实验方案 _____
(4)请你判断:图丙中,铝块水平运动时所受滑动摩擦力 ________ (选填“大于”“等于”或“小于”)图甲中铝块所受的滑动摩擦力.
【答案】 (1) 匀速直线 1.6 (2)接触面粗糙程度 压力(3) 把木块与铝块位置对调,拉着木块以相同的速度匀速直线拉动,记录弹簧测力计示数 (4) 等于
【解析】(1)匀速直线运动时,处于平衡状态,此时弹簧测力计示数即为物体所受摩擦力,读出示数为1.6N;
(2)由甲、乙图可得,接触面粗糙程度相同,压力不同,且压力更大时摩擦力更大,故可得出当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,则应满足压力大小不变,接触面粗糙程度改变,匀速直线运动速度不变,故可以将木块与铝块位置对调,拉着木块以相同的速度匀速直线拉动,记录弹簧测力计示数,以此来探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(4)在甲、丙图中铝块与底面接触面粗糙程度相同,压力相同,故摩擦力大小相同.
7. 小明在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在粗糙程度相同的水平面上做水平匀速直线运动,如图所示,测量物体受到的滑动摩擦力的大小。
(1)测量时,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数,依据是:___________;
(2)比较甲、乙、丙三图测量结果,得到的结论是:___________;
(3)同组的小东认为物体所受滑动摩擦力的大小还跟接触面积有关。于是他改进了小明的实验装置,增加了符合实验要求的带滑轮的木板,两个大小不同、材料相同、表面粗糙程度相同的带挂钩的立方体木块A和B(如图所示)。小东根据猜想进行了如下实验:
①将木块A放在木板上,调节滑轮高度使细线沿水平方向拉物体,竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计,读出弹簧测力计示数F并记录。
②用木块B替换木块A,仿照步骤①再做一次实验。
③用计算出滑动摩擦力大小f,比较两次f的大小验证自己猜想的对错。
请你针对小东探究过程中存在的错误是:___________。
【答案】 (1) 二力平衡 (2) 在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大(3) 没有控制压力大小一定
【解析】(1)当在水平面匀速直线拉动木块时,在水平方向上的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的知识可知,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数。
(2)由题意可知,三图的接触面粗糙程度相同,由图可知,丙图中的木块对水平面的压力最大,弹簧测力计示数最大说明滑动摩擦力最大,因此比较甲、乙、丙三图测量结果可知,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)本实验应采用控制变量法,研究滑动摩擦力与接触面积的大小关系时应控制接触面粗糙程度和压力大小一定,而两木块大小不同,材料相同,说明两木块质量不同,重力不同,压力不同,所以小东探究过程中存在的错误是没有控制压力大小一定。
8.小丹选取了两个弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10N和15N的两个木块(表面粗糙程度相同)等器材,探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
(1)小丹水平匀速直线拉动木块,利用________条件可知木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。她分别做了如图甲、乙、丙所示三次实验;
①分析甲、乙两次实验,可以得出接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力________的结论;
②分析甲、丙两次实验,可以得出压力相同时,接触面________,滑动摩擦力越大的结论;
③小丹从上述实验联想到生活中瓶盖上设计了花纹,可用________(填“①”或“②”)结论进行解释;
(2)她想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,利用图甲实验做对比分析,又设计了如图丁所示的实验,使弹簧测力计A始终保持竖直状态,并调整高度,使其示数为________N,拉动木板,当木块相对于地面静止时,弹簧测力计B的示数为1N,分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小________。
【答案】(1) 二力平衡; 越大; 越粗糙; ②;(2) 5; 无关。
【解析】(1)探究影响滑动摩擦力大小的因素实验中,水平匀速拉动木块做匀速直线运动,使其受到平衡力,根据二力平衡可知拉力大小等于摩擦力。
①由甲乙两次实验可知,都在木板上滑动,接触面粗糙程度相同,乙图中压力大,弹簧测力计的示数大,即滑动摩擦力大,于是可得当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
②由甲丙两次实验可得压力都为10N,接触面一个是木板,一个是毛巾,粗糙程度不同,拉力不同,摩擦力不同,于是可得压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
③瓶盖设计了花纹,即增大了接触面的粗糙程度,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力,可用实验②中的结论进行解释。
(2)探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,应控制压力和接触面粗糙程度相同,用弹簧测力计A始终保持竖直状态,并调整高度,使其示数为为5N时,对木板的压力与甲相同为10N,拉动木板运动,木块相对地面静止,受平衡力,此时弹簧测力计B的示数与甲的相同为1N,分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小无关。
9. 探究影响滑动摩擦力大小的因素时,小明根据生活经验提出如下猜想:①与接触面粗糙程度有关;②与压力大小有关。
(1)为验证猜想,他利用木块、弹簧测力计、木板、毛巾、重物等器材进行实验,实验前,应将弹簧测力计______放置后进行校零;
(2)实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平木板上做______运动,弹簧测力计示数如图甲,此时木块受到的滑动摩擦力大小为______N;
(3)比较______两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
【答案】(1)水平 (2) 匀速直线 2.2 (3)乙、丙
【解析】(1)实验中要用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,所以实验前,应将弹簧测力计水平放置后进行校零。
(2)实验中要用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,木块处于平衡状态,根据二力平衡,测力计示数等于滑动摩擦力大小,如图甲,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为2.2N,则此时木块受到的滑动摩擦力大小为2.2N。
(3)比较乙丙两次实验,只有接触面粗糙程度不同,根据控制变量法,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
二、创新(含表格图像作图等)考法(8道题)
1. 小明用如图所示装置探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)实验过程中,依据二力平衡条件可知,当用弹簧测力计沿_______方向拉动水平木板上的木块做匀速直线运动时,滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数;
(2)为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度之间的关系,应对比_______两次实验数据;
(3)图乙中木块受到滑动摩擦力的方向是水平向_______;
(4)画出图甲中木块所受的支持力。
【答案】(1)水平 (2)甲、丙
(3)左 (4)
【解析】(1)实验过程中,应用弹簧测力计沿水平方向拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,平衡的两个力大小相等,所以木块受到滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力大小。
(2)根据控制变量法的思想,为了探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度是否有关,需要在压力相等的情况下,改变接触面粗糙程度,再进行实验,故选择甲图与丙图进行对比。
(3)图乙中,木块受到平衡力作用,水平方向上,其受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,由于拉力的方向向右,所以,木块受到的滑动摩擦力的方向是水平向左。
(4)图甲中木块所受的支持力的作用点在木块的重心,方向为垂直于水平面向上,如图所示
2. 某实验小组想要探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,同学们做出如下猜想并设计了如图所示的实验,请将实验过程补充完整。
猜想A:滑动摩擦力大小可能跟压力大小有关;
猜想B:滑动摩擦力大小可能跟接触面的粗糙程度有关。
(1)实验中沿水平方向匀速直线拉动弹簧测力计,根据_________原理可以测出滑动摩擦力的大小;比较图_________和图乙中弹簧测力计的示数,可以验证猜想__________是正确的;
(2)比较图甲和图丙中弹簧测力计的示数,可得结论:_________;
(3)使用橡皮时需要使劲蹭,才能将铅笔字擦干净,这一现象可以利用猜想_________(填“A”或“B”)来解释;
(4)在图乙实验中拉着木块和重物沿水平方向做匀速直线运动,木块上方的重物__________(填“受”或“不受”)木块施加的摩擦力作用;
(5)同学们又猜想滑动摩擦力大小与运动速度是否有关。下面是选用以上器材为探究这个猜想设计实验数据记录表格,则表格中(a)、(b)两处应填入的内容是(a)__________;(b)__________。
次数
压力/N
接触面的材料
(b)
弹簧测力计的示数/N
滑动摩擦力的大小/N
1
木板
2
木板
3
(a)
【答案】 (1) 二力平衡 甲 A (2) 压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 (3) A (4) 不受(5) 木板 运动速度v/m/s
【解析】(1)实验中沿水平方向匀速直线拉动弹簧测力计,这样示数才会稳定,读出的数值才等于拉力的大小,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知,滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
由于乙丙两图,压力不同,接触面的粗糙程度不同,不符合控制变量法的要求;故应比较甲乙两图,甲乙两图中接触面的粗糙程度相同,乙图中压力较大,测力计示数大,木块所受的滑动摩擦力较大,可以得到滑动摩擦力大小跟压力大小有关,验证猜想A是正确的。
(2)比较图甲和图丙中,两次的压力是相同的,接触面不同,丙图中接触面比较粗糙,测力计的示数较大,说明木块受到的滑动摩擦力较大,因此可以得到:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)使用橡皮时需要使劲蹭,才能将铅笔字擦干净,说明压力越大,摩擦力越大,可以利用猜想A来解释。
(4)在图乙实验中,拉着木块和重物沿水平方向做匀速直线运动,重物处于平衡状态,只受到重力和支持力,且与木块没有相对运动和相对运动的趋势,所以重物不受木块施加的摩擦力作用。
(5)探究滑动摩擦力大小与运动速度是否有关,根据控制变量法,需保持压力和接触面的粗糙程度相同,物体运动的速度要不同,所以(a)是木板,(b)是运动速度v/m/s。
3. 为了探究“当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力的关系”,小马同学设计了如图甲所示的实验装置。
(1)实验中木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动,根据______知识,则木块所受滑动摩擦力的大小______(选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数;
(2)在同一次实验中,小马发现,当用不同的速度匀速拉同一物块,弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小______(选填“有关”或“无关”);
(3)在实验中,小马通过改变物块的重力进行多次实验,记录的数据如下表。通过分析可知,______;
次数
1
2
3
4
5
6
木块的重力(N)
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
测力计读数(N)
0.8
1.3
16
1.9
2.4
2.8
小明同学考虑到在实际操作中很难控制弹簧测力计和滑块一起做匀速直线运动,于是进行了改进:
(4)如图乙,在小桶内装入适量的沙子,使滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动,为了测出滑块受到的滑动摩擦力大小,应测量______的重力;
(5)如图丙,在滑块上加砝码,发现需要装入更多的沙子,滑块才能做匀速直线运动。比较乙、丙两次实验,小明与小马得出的实验结论______(选填“是”或“不是”)一致的。
【答案】(1) 二力平衡 等于(2) 无关 (3) 接触面粗糙程度不变时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大 (4) 小桶和沙子(5) 是
【解析】(1)实验中木块在弹簧测力计的拉力作用下必须做匀速直线运动,根据二力平衡,则木块所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)在同一次实验中,小马发现,当用不同的速度匀速拉物块A,弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关。
(3)通过表中数据分析知道,当接触面粗糙程度不变时,木块的重力越大,接触面受到的压力越大,测力计示数越大,滑动摩擦力越大。
(4)在小桶内装入适量的沙子,滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动,此时滑块在水平方向上受到平衡力的作用,受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,由于使用的是定滑轮,所以拉力的大小等于小桶和沙子的总重力,为测量滑块受到的滑动摩擦力的大小,应测量小桶和沙子的总重力的大小。
(5)在滑块上加砝码,增大了接触面的压力,发现需要装入更多的沙子,滑块才能做匀速直线运,增大了接触面的压力,滑动摩擦力变大。比较乙、丙两次实验得出结论:滑动摩擦力大小与压力有关,所以小明与小马得出的实验结论是一致的。
4. 小亮要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
①接触面所受的压力大小;
②接触面的粗糙程度;
③物体运动的速度。
接下来,小亮通过如图甲的实验操作来验证他的猜想,并将实验数据绘制成如图乙的图像。
(1)实验中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,这样做是根据______的知识得出拉力等于滑动摩擦力,从而测出木块所受的滑动摩擦力的大小;
(2)物体在木板表面受到的滑动摩擦力为______N,在毛巾表面受到的滑动摩擦力为______N。该实验验证的猜想是______(填写题干中的猜想序号),并得出结论:______;
(3)小亮又以比较快的速度拉动弹簧测力计,发现数据几乎没有变化,说明滑动摩擦力的大小与物体运动的快慢______(选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1) 二力平衡(2) 2.2 4.6 ② 见解析(3) 无关
【解析】(1)根据二力平衡的知识,当物体处于静止或匀速直线运动状态时,作用在物体上的力就是平衡力。实验中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,这样拉力就等于滑动摩擦力,从而可以测出木块所受的滑动摩擦力的大小。
(2)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.2N,则物体在木板表面受到的滑动摩擦力为2.2N。
观察图乙的图像,木块运动到毛巾表面上时的拉力为4.6N,则物体在毛巾表面受到的滑动摩擦力为4.6N。木板和毛巾表面粗糙程度不同,木块所受摩擦力不同,这两个数据验证了猜想②,即接触面的粗糙程度会影响滑动摩擦力的大小。通过对比数据,可以得出结论:在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)为了探究滑动摩擦力的大小是否与物体运动的快慢有关,小亮以比较快的速度再次拉动弹簧测力计。发现数据几乎没有变化。这说明滑动摩擦力的大小并不受物体运动快慢的影响,即滑动摩擦力的大小与物体运动的快慢无关。
5. 图甲是冰壶项目运动员穿的两只鞋的鞋底,它们材质不同用途不同,一个用来蹬冰,一个用来滑行。思思猜测两个鞋底的摩擦可能不同,于是他利用这两只鞋子和其它器材,探究了滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
序号
接触面
压力
测力计示数
1
橡胶
不变
10.4
2
塑料
不变
4.8
(1)如图乙所示,用弹簧测力计水平拉动一只鞋子在水平桌面做匀速直线运动,根据__________条件及弹簧测力计的示数可知,此时鞋子受到的摩擦力为__________N;
(2)换另一只鞋子重复上述实验,发现两次实验的示数不同,据此能否得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关的结论?__________。后续操作最便捷的是__________;
A.分别用手轻轻地压住两只鞋子再进行实验
B.分别向两只鞋中加等量的砝码再进行实验
C.将两只鞋子重叠起来,再分别让两只鞋底接触桌面进行实验
(3)用最佳方案进行了后续实验,并把实验数据记录在表中,分析数据可知:橡胶底的鞋子是用来__________的。
【答案】(1) 二力平衡 3.8 (2) 不能 C (3) 蹬冰
【解析】(1)如图乙所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为3.8N,拉力橡胶底鞋在水平桌面上做匀速直线运动,运动鞋处于平衡状态,根据二力平衡的知识可知,此时橡胶底运动鞋受到的摩擦力等于拉力,即橡胶底运动鞋受到的摩擦力为3.8N。
(2)换一只鞋再次实验,两只鞋的质量不相同,未控制鞋子对桌面压力相等。虽然发现两次的示数不同,也不能得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关的结论。
控制压力相同,较好的方法是控制物体的质量相同,用手轻轻地压住两只鞋子不好控制按压力度,两只鞋子本身质量不同,向鞋加等量的砝码后,两只鞋的质量依旧不同,将两只鞋子叠放,可便捷控制两次操作的质量相同,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)“蹬冰”需要增大摩擦力,“滑行”需要减小摩擦力,分析表格中的数据可知:压力相同时,橡胶底的鞋子受到的摩擦力较大,因此塑料底的鞋是用来滑行的,橡胶底的鞋是用来蹬冰的。
6. 小聪用如图甲所示的装置做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平面上做匀速直线运动,记录的部分实验数据如下表:
序号
接触面情况
接触面所受压力
弹簧测力计示数
1
木板
4
2
木板
6
3
木板
8
4
棉布
6
5
毛巾
6
(1)在实验操作中,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平面上做匀速直线运动,这样做的目的是 ;
(2)分析表中序号为1、2、3的三组实验数据可得:滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F压大小的关系式是 ;
(3)通过分析序号为 的三组实验数据可得:滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关;
(4)某次实验中拉动木块由静止到匀速直线运动的过程中,弹簧测力计对木块的拉力F拉随时间t的变化
关系图像如图乙所示,其中0~3s内木块处于静止状态。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;如果实验时木块受到的拉力是1.8N,下列对木块所处状态的判断,正确的是 ;
A.始终静止
B.始终做匀速直线运动
C.静止或匀速直线运动
D.条件不足,无法判断
(5)实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是 ;
(6)从本实验的器材中选择水平木板、棉布和 ,并添加斜面和小车,还可以做“探究阻力对物体运动的影响”的实验。
【答案】(1) 弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小(2) (3) 2、4、5 (4) 2.0 C (5) 木块没有做匀速直线运动 (6) 毛巾
【解析】(1)用弹簧测力计沿平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力平衡,根据二力平衡知识,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小,读出拉力就测量出了摩擦力。
(2)分析表中序号为1、2、3的三组实验数据可知,压力增大为原来的几倍,测力计示数也增大为原来的几倍,且比例系数为0.3,故滑动摩擦力和所受压力的关系式为
(3)要探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系,需要保持压力的大小不变,改变接触面的粗糙程度,因此应该分析序号2、4、5的三组实验数据可得滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。
(4)0~3s内木块处于静止状态,由图像可知,木块在3s时受到的拉力为2.0N,故要使木块由静止开始运动,至少要用2.0N的力。
由题意可知:3s后木块做匀速直线运动,故当拉力为1.8N时木块处于平衡状态,故当木块受到的拉力是1.8N时,木块可能静止(还没拉动),也可能匀速直线运动(已经拉动了)。
(5)实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是木块没有做匀速直线运动,测力计拉力与受到的滑动摩擦力可能不是平衡力。
(6)探究阻力对物体运动的影响的实验,要改变接触面的粗糙程度,故从本实验的器材中选择水平木板、棉布和毛巾,并添加斜面和小车,还可以做“探究阻力对物体运动的影响”的实验。
7. 为了探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,小明选用同一长方体金属块(由两个相同的正方体金属块前后并列粘在一起组成)在水平面上做了如图所示的两次实验。
(1)实验中小明使用弹簧测力计水平拉着长方体金属块在木板上做______运动,根据______原理测量出滑动摩擦力大小的;
(2)分析甲乙实验,观察测力计的示数,可以得到的结论是____________;
(3)在图甲所示实验中,当拉力为2.2N时,金属块保持静止,金属块所受摩擦力大小为______N;
(4)在图乙所示实验中,金属块和砝码在拉力的作用下做匀速直线运动。若将拉力增大到4.5N,则金属块和砝码一起向右做加速运动,此时金属块所受滑动摩擦力为______N;
(5)小明想研究滑动摩擦力和接触面积的关系,于是在甲实验的基础上拿走一个正方体金属块,用弹簧测力计拉动剩下的正方体金属块测量它的滑动摩擦力,发现正好是1.4N,由此小明认为接触面积减少一半,滑动摩擦力也要减少一半,小明的做法是否正确?______,理由是____________;
(6)画出图乙中砝码所受重力的示意图__________。
【答案】 (1) 匀速直线 二力平衡 (2) 当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3)2.2 (4) 3.4 (5) 不正确 没有控制压力相等(6)
【解析】(1)只有使用弹簧测力计水平拉着金属块做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,拉力大小才等于摩擦力的大小。
(2)图甲、乙两次实验表明,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,弹簧测力计示数也大,故当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)若用2.2N的拉力使金属块保持静止时,可知金属块受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,根据二力平衡,金属块所受滑动摩擦力大小为2.2N。
(4)在图乙所示实验中,金属块和砝码在拉力的作用下做匀速直线运动,此时滑动摩擦力等于拉力大小,为3.4N,若将拉力增大到4.5N,此时接触面的粗糙程度和压力大小都不变,所以滑动摩擦力大小不变,即此时金属块所所受滑动摩擦力仍为3.4N。
(5)因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时,应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变,拿走一个正方体金属块后,虽然接触面的粗糙程度没变,但金属块对接触面的压力减小了一半,所以得出了错误的结论,这是因为小园在实验时没有控制压力相等。
(6)重力的方向总是竖直向下的,作用点在重心上,图乙中砝码所受重力的示意图,如图所示:
8. 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。
(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,根据二力平衡知识,弹簧测力计对木块的拉力大小______滑动摩擦力的大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(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甲图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,记录的实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
运动速度(m/s)
0.3
0.4
0.5
0.6
测力计示数(N)
1.2
1.2
1.2
1.2
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”);
(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______长木板B做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”)。
【答案】 (1)等于 (2)压力 (3) 甲、丙 (4)无关 (5)不需要
【解析】(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,木块受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,拉力大小等于滑动摩擦力的大小。
(2)对比甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同而压力不同,压力越大,弹簧测力计示数越大,则滑动摩擦力越大。
(3)对比甲、丙两次实验:压力相同而接触面粗糙程度不同,接触面越粗糙,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大。
(4)分析实验数据可知:木块运动的速度越来越大,但弹簧测力计示数不变,摩擦力大小不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。
(5)如图丁, 水平向左拉动长木板B,木块A相对地面静止,受到的弹簧测力计的拉力和木板的滑动摩擦力仍然是一对平衡力,此时长木板B不需要做匀速直线运动。
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