题目内容
【题目】在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关时,同学们的猜想分别是接触面积、对接触面的压力和接触面的材料.在实验中得出了摩擦力的大小和接触面大小无关的结论后,某小组同学继续探究滑动摩擦力和其他因素的关系,他们将质量不同的物块分别放置在水平的木板和橡胶板上,并用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物块,如图所示.实验数据分别记录在表一、表二中.
表一 木板
| 表二 橡胶板
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①分析比较实验序号与与或与与的数据及相关条件,可得出的初步结论是:物体在同一水平面上匀速运动时,________________________.
②分析比较实验序号与或与或与的数据及相关条件,可得出的初步结论是: _________________________________________.
③在实验的过程中有同学发现,当拉力的方向与水平方向的夹角变化时,拉力的大小也随之改变.为了探究拉动物体时拉力大小与拉力方向的关系,他们把质量为克的物块放在木块上继续实验,并用更精密的仪器测量拉力.如图所示,实验中逐渐增大拉力与水平面的夹角,匀速拉动木块,数据记录在表三中.
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分析表三中数据,可得初步结论:_____________________________.
④他们还猜想拉力最小时的角度可能与水平面的粗糙程度有关,为验证这一猜想,他们应设计的实验步骤是:__________(请选填下列各项中的字母).
A.将质量不同的物块放置在粗糙程度不同的水平面上
B.将质量相同的物块放置在粗糙程度不同的水平面上
C.将质量不同的物块放置在粗糙程度相同的水平面上
D.用力沿水平方向匀速拉动物块
E.用力沿不同方向匀速拉动物块
F.记录数据
【答案】拉力大小与物体的质量成正比; 沿水平方向匀速拉动质量相同的物体,接触面的材料不同,拉力的大小不同; 在同一水平面上匀速拉动同一物体,拉力方向随水平面夹角增大时,拉力先减小后增大; B、E、F。
【解析】
①根据控制变量法可判断:实验次数1、2、3控制的是接触面积和粗糙程度,改变的质量,研究拉力与质量大小的关系;
②比较实验序号1与4或2与5或3与6的数据是压力相同,研究拉力与接触面的粗糙程度;
③分析表三实验结论,接触面积、粗糙程度和压力都相同,但拉力与水平面的夹角不同,拉力也随之变化,根据数据即可分析;
④根据控制变量法可判断拉力最小时的角度α可能与水平面的粗糙程度有关时应控制不变的物理量是接触面积、粗糙程度和压力,由此可设计实验步骤。
①比较实验次数1、2、3或4、5、6的数据可知:接触面积和粗糙程度相同,物体质量增大,则拉力大小增大,且拉力大小与物体的质量成正比,所以可得出的初步结论是:拉力大小与物体的质量成正比;
②比较实验序号1与4或2与5或3与6的数据可知:质量相同的物体在不同材料的接触表面上运动,拉力的大小不同,所以可得出的初步结论是:沿水平方向匀速拉动质量相同的物体,接触面的材料不同,拉力的大小不同;
③分析表三实验结论,接触面积、粗糙程度和物体质量都相同,但拉力与水平面的夹角增大时,拉力先减小后增大,由此分析可得:在同一水平面上匀速拉动同一物体,拉力方向随水平面夹角增大时,拉力先减小后增大;
④根据控制变量法可知:应控制接触面积和压力不变,观察角度α为30度时,拉力在粗糙程度不同的水平面上匀速运动,拉力是否为最小,所以实验步骤为:
1、将质量相同的物块放置在粗糙程度不同的水平面上;
2、用力沿不同方向匀速拉动物块;
3、记录数据。
所以正确的步骤:B、E、F。
故答案为:①拉力大小与物体的质量成正比;②沿水平方向匀速拉动质量相同的物体,接触面的材料不同,拉力的大小不同;③在同一水平面上匀速拉动同一物体,拉力方向随水平面夹角增大时,拉力先减小后增大;④B、E、F。