题目内容
【题目】在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,同学们提出了以下几种猜想:
(1)与压力的大小有关 ; (2)与物体运动的速度大小有关;
(3)与物体间的接触面积大小有关; (4)与物体间接触面的粗糙程度有关。
实验室有一个较长且光滑程度一致的木板、一个带钩各侧面光滑程度一致的长方体木块,大砝码一个和一只弹簧测力计可供使用。小强同学用弹簧测力计拉动木块在水平放置的木板上进行三次实验,如图甲所示,然后将砝码放在木块上面又做了一次实验,如图20乙所示。实验数据如下表(一)所示:
表(一)
次数 | 木块放置方式 | 木块运动快慢 | 弹簧测力计示数 |
1 | 平放 | 较慢 | 1.2N |
2 | 平放 | 较快 | 1.2N |
3 | 侧放 | 较慢 | 1.2N |
4 | 平放 | 较慢 | 1.6N |
(1)实验中弹簧测力计沿______方向拉放在水平长木板上的木块做_________运动。弹簧测力计示数直接表示_____________的大小,根据二力平衡条件,得出弹簧测力计示数与摩擦力的大小________,拉力与摩擦力的方向____________。
(2)表中数据1、2可以验证猜想______ (填序号)的正确或错误。此探究中控制变量是物体间接触面积和_____________、_____________,自变量是____________。
(3)根据表中数据1、4可以得到的结论是:__________________________。
【答案】水平 匀速直线 拉力 相等 相反 2 压力大小 接触面粗糙程度 物体运动的速度 滑动摩擦力跟压力大小有关
【解析】
(1)实验中,应该让木块在水平木板上做匀速直线运动,这样弹簧测力计的示数直接表示拉力的大小,由二力平衡的条件知道,弹簧测力计的示数与摩擦力的大小相等,所以,由此知道了摩擦力的大小,又因为木块受到拉力和摩擦力互为一对平衡力,所以拉力与摩擦力的方向相反。
(2)由表中1、2数据知道,在木块质量一定,木块放置方式相同,只有运动速度不同时,弹簧测力计示数相同,即此探究中控制变量是物体间接触面积和压力大小、接触面粗糙程度,自变量是物体运动速度,由此验证了摩擦力的大小与物体运动的速度大小无关,即猜想2错误;
(3) 根据表中1、4数据知道,木块放置方式相同、运动速度相同,由于进行实验4时,将砝码放在木块上面,所以,对接触面的压力发生了变化,而结果是弹簧秤的拉力,即滑动摩擦力发生了变化,由此可得出的结论是:滑动摩擦力跟压力大小有关。