实验专题复习--摩擦力 2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-06-23
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摘要:
**基本信息**
聚焦滑动摩擦力实验探究,以控制变量法和二力平衡原理为核心,构建从基础操作到实验改进的方法体系,逻辑覆盖影响因素、误差分析及应用拓展。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础操作|1-5题|匀速直线运动实现二力平衡测量摩擦力|从二力平衡原理切入,建立"拉力=摩擦力"测量基础|
|变量控制|6-10题|控制压力/接触面粗糙程度探究影响因素|通过对比实验构建"压力越大/接触面越粗糙,摩擦力越大"的规律|
|实验改进|11-15题|固定木块拉动木板简化操作,避免匀速要求|从传统实验误差分析到改进装置设计,提升科学探究能力|
内容正文:
实验专题复习--摩擦力
1.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验小组利用1个弹簧测力计、1个木块、1个砝码、2块表面粗糙程度不同的长木板,做了如图甲所示的3次实验。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)在图甲中,弹簧测力计必须沿水平方向拉动木块做________运动;
(2)比较图甲中第2、3次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与________的关系;
(3)实验小组将该实验方法进行了改进,如图乙所示,用拉力F=8N拉着长木板向右做匀速直线运动。此时,木块所受摩擦力大小为________N,桌面与木板之间的摩擦力大小为________N。
2.小明用如图甲、乙、丙的步骤探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。(注:甲、乙为木板表面,丙为毛巾表面)
(1)实验中,他应将弹簧测力计沿_________________方向拉动木块,使木块在水平面上做_______________运动,并记下弹簧测力计的示数;
(2)比较______可得:摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关,且压力越大,摩擦力越大。比较步骤甲与丙可得:摩擦力的大小跟接触面的_____________有关,且接触面越___________,摩擦力越大;
(3)实验结束后,小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关,她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力的大小也变为原来的一半。她由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小,你认为她的结论正确吗?________,理由是:_______________________________。
3.探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,某实验小组的同学的三次实验情况如图甲、乙、丙所示。
(1)弹簧测力计匀速拉动木板,摩擦力等于拉力。比较实验甲和乙,乙实验中的弹簧测力计的示数大于甲的,说明滑动摩擦力的大小与_____________________________;
(2)通过对比甲丙两次实验,得出滑动摩擦力大小与压力有关的错误结论,错误的理由是____________;
(3)对实验装置进行改进,如实验丁所示,若水平匀速拉动木板,则弹簧测力计A示数等于木块受到的摩擦力大小;若加速拉动木板,则弹簧测力计A的示数________木块受到的摩擦力的大小。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
4.在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,如图所示是同学们做实验时的情景。
(1)要测出木块与长木板之间滑动摩擦力的大小,将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿___________方向拉动木块做匀速直线运动,依据___________的知识可知,滑动摩擦力大小等于拉力大小;
(2)比较图丙和图___________,可得到结论:在压力一定时,___________,滑动摩擦力越大;
(3)如图丁所示,小齐同学用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,此时拉力和滑动摩擦力___________(A.可能是;B.一定是;C.一定不是)一对平衡力;木块___________(A.可能是;B.一定是;C.一定不是)处于平衡状态。
5.在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中,小明同学提出了以下猜想:
猜想A:摩擦力的大小与压力的大小有关;
猜想B:摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
猜想C:摩擦力的大小与物体运动的速度有关.
为了验证这三个猜想,小明同学设计了如图所示的实验:
(1)如图甲所示,小明把木块平放在长木板上,用弹簧测力计在水平方向匀速直线拉动木块,可知木块此时受到的滑动摩擦力大小为______N;
(2)小明用测力计拉着同一木块进行了三次正确操作,如图甲、乙、丙所示,若要验证猜想A,应比较_______两图的实验;请说出一条你在生活中关于猜想A的例子:______;
(3)比较甲、丙两图的实验可得出的结论是:当______相同时,接触面越_______,滑动摩擦力______;
(4)为了验证猜想C是否正确,小明同学在第1次实验的基础上,增大拉力使木块加速滑动,读出此时弹簧测力计的示数为3.6N。根据上述实验,小明得到了“在压力和接触面粗糙程度一定时,物体运动的速度越大,滑动摩擦力越大”的结论。你觉得小明的结论是否正确:_______,理由是______。
6.为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验。
(1)如图甲所示,木块放在木板上,用弹簧测力计沿________方向拉木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计示数,根据________知识可知,木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较图中________两次实验说明:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)图丙中木块A、B一起做匀速直线运动时,木块B受到的摩擦力为________N;图丁中木块A、B一起做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数________1.2N(选填“>”、“<”或“=”)。
7.在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:①可能与压力大小有关;②可能与接触面的粗糙程度有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象:___________。
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验过程中,应拉着木块在木板上做___________运动,此时滑动摩擦力的大小等于_______________的大小。
(3)对比甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与__________的关系。
(4)要探究滑动摩擦力的大小与猜想②的关系时,他们应该选择________两幅图所示的实验步骤进行操作。
8.小明探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”
(1)小明用测力计水平拉动木块,使木块做______运动,此时测力计所测拉力与木块受到摩擦力大小相等;
(2)实验中测力计示数如图所示。比较______两图,可得出滑动摩擦力大小与压力大小的关系;比较甲、丙两图,可得出:压力一定时,______,滑动摩擦力越大;
(3)小明联想到“雨天路滑,注意安全”的交通提示语,他猜想:接触面上有水也可能影响摩擦力大小,于是他在桌面上洒上水并再次实验,测得摩擦力变小。这与______(填字母代号)改变摩擦力的方法相似;
A.自行车的车闸 B.滚动轴承
C.运动员手上涂镁粉 D.用冰刀鞋滑冰
(4)小明对实验装置进行改进后,如图丁所示,当他再进行实验时,发现效果更好。请你说出改进后的优点是______(写出一条即可),木块A受到的摩擦力方向______。
9.小明同学设计了如图所示的实验步骤(甲、乙、丙),进行探究“影响滑动摩擦力大小的因素”:
(1)实验中,小明同学用弹簧测力计沿水平方向拉着物体A做匀速直线运动,根据______原理可知:滑动摩擦力的大小______弹簧测力计的示数;
(2)实验中使用的探究方法是______,由实验______可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)实验后发现:在实验中很难使物体A做匀速直线运动。于是小明将同一物体A如丁图所示的装置进行改进(图中长木板B的表面粗糙程度与甲、丙中的木板表面相同),该装置的优点是长木板B做匀速直线运动______(填“需要”或“不需要”),实验中小明发现:当F为时,物体A相对地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为______N。以上实验后,小明直接把物体A放在水平地面上,如图1所示进行实验:拉力F的方向始终保持水平,测得拉力F,以及对应物体的速度v随时间t的变化图像:和分别如图2、图3所示,由图像可知,在第4秒时受到的摩擦力大小为______N。
10.某小组同学用弹簧测力计研究力学实验。
(1)小亮用如图1的装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。测量滑动摩擦力大小时,他要先观察弹簧测力计的量程、分度值,还需要在___________(选填“水平”“竖直”)方向调零;
(2)实验要测出滑动摩擦力的大小,小亮用测力计沿水平方向拉动木块做___________运动,根据___________条件,弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到的摩擦力;
(3)小亮按照上述方法用同一木块分别做了如图2所示的甲、乙、丙三个实验。通过对比,可以得到的结论是___________;
(4)小玲用与小亮完全相同的器材也进行了上述实验,在进行图甲实验时,准确的读出了测力计示数为1.7N,小玲这次实验时测力计示数与小亮实验时测力计的示数不同的原因是___________。
11.为探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了以下实验,请完成下列内容。
(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块A做______运动,从而便于测量出滑动摩擦力的大小,原理是______;
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与______是否有关;
(3)比较甲、丁两次实验,发现丁中测力计的示数比在甲中小,说明滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。这个结论是______(填“正确”或“错误”)的,原因是______。
12.小丹选取了两个弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10 N和15 N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)小丹应沿__________方向拉动木块使其做__________运动,利用二力平衡原理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-1、图-2、图-3所示三次实验。
①分析如图-1、图-2两次实验,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分析如图-1、图-3两次实验,可以得出当压力大小相同时,接触面越__________,滑动摩擦力越大.在实验后,小丹通过查阅资料了解到滑动摩擦力的大小还与接触面的材料有关;
③小丹从上述实验联想到生活中瓶盖上设计的花纹,可用__________(选填“①”或“②”)的结论进行解释。
(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,利用如图-1所示实验做对比分析,又设计了如图-4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__________,以拉力拉动木板,当木块相对于地面静止时,弹簧测力计B的示数为1 N,分析可得:滑动摩擦力大小与物体重力大小__________(选填“有关”或“无关”)。
13.为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小付利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验(玻璃比木板更光滑)。
(1)如图甲所示,实验时用弹簧测力计水平向右___________拉动木块,木块所受的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,该实验的原理是___________;
(2)由甲、乙可得结论:___________;
(3)比较图丙、丁两次实验,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小___________(选填“有关”或“无关”),图丙中木块A,B一起做匀速直线运动时,则木块B受到的摩擦力为___________N;
(4)图乙中物体A所受的摩擦力___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)图丁中A所受的摩擦力;图丁中A、B一起做匀速直线运动时,木块A、B之间的细绳的拉力为___________N。
14.在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们设计了如题图甲、乙、丙所示的实验:
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做_______运动,根据_______的原理,得出滑动摩擦力与拉力大小相等;
(2)观察图甲、乙可知:在接触面粗糙程度相同时,_____越大,滑动摩擦力越大;
(3)比较__两次实验,可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(4)在图丙的实验中,当增大弹簧测力计拉木块的速度继续保持匀速直线运动时,发现弹簧测力计的示数没有改变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与木块运动的速度大小_____(选填“有关”或“无关”);
(5)有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关,于是设计了以下两种实验方案;
A.将木块竖直切去一半,如图丁,重复(1)的操作过程,比较图甲和图丁。
B.将木块侧放,如图戊,重复(1)的操作过程,比较图甲和图戊。
你认为合理的实验方案是_____。(选填“A”或“B”)
15.在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中。
(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做 _____运动,木块受到的滑动摩擦力等于拉力;
(2)乙图中,使用弹簧测力计拉动木块和砝码做匀速直线运动,此时木块受到的摩擦力为 _____N。请在乙图画出砝码的受力示意图;____
(3)甲、丙两图可以得出结论:压力大小一定时,_____越大,滑动摩擦力越大;
(4)在操作过程中还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使物块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,此过程中,物块处于 _____(选填“平衡”或“非平衡”)状态,弹簧测力计对物块的拉力和物块受到的滑动摩擦力 _____(选填“是”或“不是”)一对平衡力;
(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)针对上述问题,某同学将实验装置进行了改进,如丁图所示。接下来用5N的水平拉力向左匀速拉动木块,则弹簧测力计的示数 _____(“大于”“等于”或“小于”)图乙中弹簧测力计的示数;地面对木板的摩擦力为 _____N。
试卷第1页,共3页
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《实验专题复习--摩擦力 -2025-2026学年人教版物理八年级下学期》参考答案
1.(1)匀速直线
(2)接触面粗糙程度
(3) 3.8 4.2
【详解】(1)根据二力平衡的原理,当木块在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力时,这两个力的大小才相等。要使它们成为平衡力,木块必须在水平面上做匀速直线运动。此时,弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小。
(2)第2次实验:木块上放有砝码,在较光滑的长木板上滑动;第3次实验:木块上放有相同的砝码,在表面更加粗糙的长木板上滑动。在这两次实验中,木块对长木板的压力是相同的(都是木块加砝码的重力),但接触面的粗糙程度不同(第3次更粗糙)。根据控制变量法,保持压力不变,改变接触面的粗糙程度,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(3)图乙中弹簧测力计分度值为0.2N,指针指在3N刻度线右侧第4个小格处,因此弹簧测力计的示数为3.8N。在图乙的改进实验中,木块相对于地面是静止的。它在水平方向上受到弹簧测力计向左的拉力和长木板对它向右的滑动摩擦力。因为木块处于静止状态(平衡状态),这两个力是一对平衡力,大小相等。所以,木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,即3.8N;
已知拉力拉着长木板向右做匀速直线运动。长木板在水平方向上受到三个力的作用:向右的拉力,木块对长木板向左的摩擦力(根据相互作用力,大小等于木块受到的摩擦力,即),以及桌面对长木板向左的摩擦力,由于长木板做的是匀速直线运动,它处于平衡状态,受到的合力为零,则,代入数据
2.(1) 水平 匀速直线
(2) 甲乙 粗糙程度 粗糙
(3) 不正确 没有控制压力相同
【详解】(1)[1][2]实验中,应将弹簧测力计水平拉动,使拉力与弹簧的轴一致,并且使木块在水平面上做匀速直线运动,此时木块受到的摩擦力和弹簧对它的拉力是一对平衡力,因此拉力大小就等于弹簧测力计的示数,这里利用了二力平衡知识间接的测出了木块受到的摩擦力。
(2)[1]探究摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力的关系,要控制接触面的粗糙程度相同,甲、乙都是木板,丙是毛巾,因此要选甲、乙两图进行实验。
[2][3]甲、丙两图中,都是同样的木块,对水平面的压力相同,甲是木板,丙是毛巾,因此探究的是压力相同时,木块受到的摩擦力跟接触面的粗糙程度的关系,由图可知,毛巾表面较粗糙,弹簧测力计的示数较大,即摩擦力较大,所以可得结论为,压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
(3)[1][2]探究摩擦力是否与接触面的大小有关,要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同,将木块沿竖直方向锯掉一半,虽然接触面的大小改变了,但是同时压力也变小了,所以她的结论不正确,理由是:没有控制压力相同。
3.(1)接触面的粗糙程度有关
(2)没有控制接触面的粗糙程度相同
(3)等于
【详解】(1)甲、乙实验中,木块对接触面的压力相同,但接触面粗糙程度不同。乙中弹簧测力计示数更大,说明滑动摩擦力更大。因此,该实验说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(2)甲、丙实验中,接触面粗糙程度和压力均不同,没有控制接触面粗糙程度相同这一变量,因此不能得出滑动摩擦力与压力有关的结论,错误理由是没有控制接触面的粗糙程度相同。
(3)实验丁中,木块静止,木块受到的摩擦力与弹簧测力计A的拉力是一对平衡力,因此无论木板是匀速还是加速拉动,木块对木板的压力和接触面粗糙程度都不变,木块受到的摩擦力大小不变,弹簧测力计A的示数等于木块受到的摩擦力大小
4. 水平 二力平衡 乙 接触面越粗糙 C B
【详解】(1)[1][2]弹簧测力计显示拉力大小,要使滑动摩擦力等于拉力大小,木块一定要进行匀速直线运动;此时,木块受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件得到滑动摩擦力大小等于拉力大小。
(2)[3][4]根据控制变量法,比较乙和丙两图可知,压力的大小相同,接触面的粗糙程度不同,测力计示数不同,可以得到的结论是:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[5]如图丁所示,在操作过程中,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,由于拉力与摩擦力不在同一直线,弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力不是一对平衡力,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
[6]物体处于静止状态或者匀速直线运动时,物体处于平衡状态。木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,此过程中,木块处于平衡状态,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
5.(1)2.8
(2) 甲、乙 见解析
(3) 压力 粗糙 越大
(4) 不正确 见解析
【详解】(1)用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡原理可知,拉力与摩擦力大小相等,由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N,则木块此时受到的滑动摩擦力2.8N。
(2)[1]若要探究滑动摩擦力与压力大小的关系,需要控制接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,所以应该比较甲、乙两图的实验。
[2]在生活中应用的例子很多,例如自行车刹车时要用力捏紧车闸等。
(3)[1][2][3]甲、丙两图中,压力大小相同,丙图比甲图的木板粗糙,丙图中弹簧测力计示数更大,即滑动摩擦力更大。可得出的结论是:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)[1][2]小明先水平拉动木块匀速滑动,此时木块处于平衡状态,受到的拉力大小等于滑动摩擦力;接着增大拉力使木块加速滑动,此时木块受力不平衡,拉力大于滑动摩擦力,弹簧测力计所测的拉力大小不等于滑动摩擦力大小,所以不能说明滑动摩擦力大小与运动速度有关,小明的结论不正确。
6. 水平 二力平衡 甲、乙 0 =
【详解】(1)[1][2]在探究滑动摩擦力大小时,需要使木块在水平方向上做匀速直线运动,所以木块受到的拉力和摩擦力就是一对平衡力,根据二力平衡的条件,摩擦力大小就等于拉力大小,即弹簧测力计的示数。因此,如图甲所示,木块放在木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块做匀速直线运动,读出弹簧测力计示数,根据二力平衡知识可知,木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)[3]根据控制变量法知为得到结论压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;应控制压力不变,只改变接触面的粗糙程度,由图可知应比较图中甲、乙两次实验符合条件。
(3)[4]对于图丙,由于木块A和B一起做匀速直线运动,且它们之间没有相对运动的趋势,所以木块B在水平方向上不受摩擦力作用,即木块B受到的摩擦力为0N。
[5]丙、丁两次实验,物体对木板的压力相等,接触面间的粗糙程度相同,只是两次实验中物块与木板的接触面积不等,在其他情况相同时,摩擦力大小与接触面积无关。所以两次实验中测力计的示数相同,都是等于1.2N。
7.(1)见解析
(2) 匀速直线 弹簧测力计对木块拉力
(3)压力大小
(4)甲、丙
【详解】(1)在水平地面上推物体时,物体越重越费力;擦黑板时,越是用力压板擦,板擦在黑板上滑动得就越费力等。
(2)[1][2]实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平木板上做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,受平衡力作用,根据二力平衡可知,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力大小。
(3)对比甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同,而压力大小不同,是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。
(4)要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度之间的关系,应控制接触面所受的压力大小一定,故选择甲和丙两图所示的实验进行操作。
8.(1)匀速直线
(2) 甲乙 接触面越粗糙
(3)D
(4) 操作简单,不用匀速 水平向左
【详解】(1)在实验中,弹簧测力计应拉着木块在水平方向做匀速直线运动,木块在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)[1]研究滑动摩擦力大小与压力的关系时,要控制接触面粗糙程度相同,故进行甲、乙两次实验,是为了验证小明同学的猜想。
[2]甲、丙两图其他条件都相同,但改变了接触面的粗糙程度,所以探究的是压力一定时,滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,丙图中弹簧测力计的示数更大,所以可以得出实验结论,压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)A.由在木块和桌面之间形成一层水膜充当了润滑剂可知,注水后滑动摩擦力会减小,因此注水后的摩擦力都比没注水时要小。自行车的车闸是通过增大压力增大摩擦力,故A不符合题意;
B.滚动轴承是通过变滑动为滚动去减小摩擦,故B不符合题意;
C.运动员手上涂镁粉是通过增大接触面的粗糙程度去增大摩擦,故C不符合题意;
D.冰刀所到之处,冰面由于压强增大而熔化成水,从而降低冰的熔点使冰在低温下熔化成水起到很好的润滑作用,从而减小与冰面的摩擦,故D符合题意。
故选D。
(4)[1]实验改进后,物体A相对于地面是静止的,物体A受到测力计的拉力和木板对物体A的滑动摩擦力是一对平衡力,其大小始终相等,与木板运动的速度无关,所以实验时不必控制木板做匀速直线运动,便于操作,且实验时测力计的示数稳定,便于读数。
[2]木块A相对于B向右运动,所以受到摩擦力的方向是水平向左的。
9.(1) 二力平衡 等于
(2) 控制变量法 甲、丙
(3) 不需要 1.8 4
【详解】(1)[1][2]用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动时,木块所受的滑动摩擦力和拉力是一对平衡 力,根据二力平衡的知识,滑动摩擦力大小等于拉力大小,可以通过弹簧测力计的示数反映滑动摩擦力的大小。
(2)[1]实验中使用的探究方法是控制变量法。
[2]由甲、丙两图可知:接触面的粗糙程度是相同的,压力的大小不同,弹簧测力计示数不同,摩擦力不同,所以结论为:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[1]如丁图所示的实验装置,A相对于地面静止 ,受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力,故 该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。
[2]在图丁中,木板运动时A受到的滑动摩擦力为1.2N,由力的相互性可知,B受到A施加的滑动摩擦力大小为1.2N,方向水平向右;实验中小丽发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,即此时B受到A施加的水平向右的滑动摩擦力、地面施加的水平向右的滑动摩擦力及水平向左的拉力的作用,根据力的平衡条件有
故长木板B受到地面的滑动摩擦力大小为
[3]如图1所示,放在水平地面上的物体A受到方向不变的水平拉力F的作用,F-t和v-t图像分别如图2 、图3所示,可知物体在0~3秒时处于静止状态 ,物体A在第2秒时一定受平衡力的作用;由图丙知,6-9秒物体做匀速直线运动,所以6~ 9s物体A受到的拉力与摩擦力为一对平衡力,合力为零,受到的摩擦力大小等于4N,第4秒时物体做加速运动,由于压力和接触面的粗糙程度都不变,滑动摩擦力不变,仍为4N。
10. 水平 匀速直线 二力平衡 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 小玲没有匀速拉动木块,而是拉动木块做加速运动
【详解】(1)[1]在测量滑动摩擦力前,除了观察弹簧测力计的量程和分度值外,弹簧测力计应沿水平方向拉动物块,因此应将弹簧测力计在水平方向调零。
(2)[2][3]用测力计沿水平方向拉动木块时,木块在水平方向上受到测力计的拉力和滑动摩擦力的作用,只有匀速直线运动时,这两个力大小相等,方向相反,是一对二力平衡,根据二力平衡条件可知,弹簧测力计示数就等于滑动的摩擦力大小。
(3)[4]甲、乙、丙三次实验中,木块对接触面的压力大小相等,但接触面的粗糙程度不同,毛巾表面最粗糙,弹簧测力计示数最大,即滑动摩擦力越大,故得出结论是:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)[5]小玲用与小亮完全相同的器材进行实验,压力相同,接触面粗糙程度相同,测力计示数即摩擦力大小应与小亮的相同,而小玲读出了测力计示数为1.7N,小玲这次实验时测力计示数与小亮实验时测力计的示数不同的原因小玲没有匀速拉动木块,而是拉动木块做加速运动。
11. 匀速直线 二力平衡 压力大小 错误 没有控制压力大小不变
【详解】(1)[1][2]实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,通过二力平衡条件得,滑动摩擦力的大小等于拉力大小,从而测量出滑动摩擦力的大小。
(2)[3]比较甲、乙两次实验,控制接触面粗糙程度,改变压力大小,是为了探究滑动摩擦力大小与压力是否有关。
(3)[4]比较甲、丁两次实验,即改变接触面积大小,也改变了压力大小,没有控制压力大小不变,导致结论出错。
12.(1) 水平 匀速直线 越大 粗糙 ②
(2) 5 无关
【详解】(1)实验中应沿水平方向拉动木块,这样才能保证拉力与滑动摩擦力在同一直线上;
只有让木块做匀速直线运动时,木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。
图-1、图-2实验中,接触面粗糙程度相同,图-2中压力更大,弹簧测力计示数更大,说明滑动摩擦力越大,可得结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
图-1、图-3实验中,压力大小相同,图-3中接触面是棉布,比木板更粗糙,弹簧测力计示数更大,说明滑动摩擦力更大,可得结论:当压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
瓶盖上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,对应实验②的结论,所以选②。
(2)图-1中木块重力为10N,要探究滑动摩擦力与重力的关系,需控制压力大小不变,图-4中弹簧测力计A竖直向上拉木块,此时木块对木板的压力为,所以弹簧测力计A的示数为
图-1中滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数,图-4中弹簧测力计B示数为1N,说明两次滑动摩擦力大小相同,而两次木块重力不同,所以可得滑动摩擦力大小与物体重力大小无关。
13.(1) 匀速 二力平衡
(2)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(3) 无关 0
(4) 等于 0.6
【详解】(1)[1][2]实验时用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,运用二力平衡的原理可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两实验中,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,且接触面越粗糙,弹簧测力计的示数越大,物体受到的摩擦力越大,因此可得结论为:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[1]丙、丁两次实验,压力的大小相同,接触面的粗糙程度相同,只是接触面积大小不同,此时弹簧测力计的示数相同,说明受到的摩擦力相同,因此可得结论为滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
[2]丙图中B物体随A物体一起做匀速直线运动,两物体之间无相对运动趋势或相对运动,因此不会产生摩擦力,即木块B受到的摩擦力为0N。
(4)[1]乙、丁两图中,A物体与水平面的压力和接触面的粗糙程度相同,因此摩擦力大小相等。
[2]图丁中A、B一起做匀速直线运动时,B物体受到水平向左的摩擦力和水平向右的拉力,由于A、B两物体相同,且整体受到的摩擦力为1.2N,则B物体受到的摩擦力为0.6N,可得木块A、B之间的细绳的拉力为0.6N。
14. 匀速直线 二力平衡 压力 甲、丙 无关 B
【详解】(1)[1][2]实验时为了测出滑动摩擦力大小,应使弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡,可知此时滑动摩擦力与拉力大小相等。
(2)[3]甲、乙两图接触面粗糙程度相同,乙图中压力较大,弹簧测力计的示数较大,滑动摩擦力较大,说明在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[4]甲、丙两图压力相同,丙图中接触面比较粗糙,弹簧测力计的示数较大,滑动摩擦力较大,说明压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(4)[5]图丙中,木块做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数没有改变,滑动摩擦力不变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与木块运动的速度大小无关。
(5)[6]探究摩擦力跟接触面积的关系时,保持压力和接触面的粗糙程度,改变接触面的面积大小。
A.将木块切去一半,则木块对桌面的压力也变为一半,只控制接触面粗糙程度不变,没有控制压力大小不变,实验结论是不可靠的,故A不符合题意。
B.将木块侧放,保持压力和接触面的粗糙程度,改变接触面的面积大小,此方案合理,故B符合题意。
故选B。
15. 匀速直线 2.6 接触面粗糙程度 平衡 不是 B 等于 2.4
【详解】(1)[1]实验中,弹簧测力计必须沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,此时根据二力平衡知识可知,滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)[2]乙图中,使用弹簧测力计拉动木块和砝码做匀速直线运动,木块处于平衡状态,弹簧测力计的拉力等于摩擦力,弹簧测力计的分度值为0.2N,此时读数为2.6N,因此受到的摩擦力为2.6N。
[3]由于砝码和木块一起做匀速直线运动,没有相对运动或相对运动趋势,因此不受摩擦力,所以木块在竖直方向受到向下的重力和向上的支持力,如图所示:
(3)[4]由图甲、丙所示实验可知,物体间的压力相同而程度不同,丙图接触面更粗糙,弹簧测力计的示数大,摩擦力大,所以可以得出压力相同时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(4)[5][6]平衡状态包括静止、匀速直线运动状态。在操作过程中小明还发现,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,如图所示,此过程中,木块处于平衡状态;弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力不是一对平衡力,因为拉力与摩擦力不在同一直线。
(5)[7]实验中,由于要木块做匀速运动,根据二力平衡可知,弹簧测力计的示数等于摩擦力,摩擦力的影响因素是压力和接触面粗糙程度,而压力是不变的,因此弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的木板的粗糙程度不均匀,导致摩擦力时大时小。
故选B。
(6)[8]由丁图可知,木块对木板的压力和接触面粗糙程度不变,因此摩擦力不变,都是2.6N,所以丁图弹簧测力计的示数等于图乙中弹簧测力计的示数。对长木板进行受力分析,此时受到5N水平向左的拉力,木块向右2.6N的摩擦力,地面对木板向右的摩擦力,因此地面对木板的摩擦力为
f地=F-f木块=5N-2.6N=2.4N
答案第1页,共2页
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