题目内容
【题目】在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,某同学提出下列猜想:
Ⅰ、与物体速度的大小是否有关
Ⅱ、与接触面的粗糙程度(表面状况)是否有关
Ⅲ、与压力的大小是否有关
(1)为了验证上述猜想是否正确,他采用了图甲所示的装置进行实验。实验中应拉着弹簧测力计使木块沿水平方向做_________运动。
(2)实验时他发现弹簧测力计的示数不稳定,便对实验装置进行改进,如图乙所示,他用双面胶将弹簧测力计固定在长方体木块的上表面,用细线连接弹簧测力计的挂钩和电动机。在木块上放置不同的砝码,当电动机以不同的转速工作时,通过细线水平拉动木块以不同的速度做匀速直线运动。实验记录如下
①分析3、4两次的实验记录,________(填“能”或“不能”)验证猜想Ⅰ。
②分析__________两次的实验记录,可初步验证猜想Ⅱ,可得出的结论是______________
③分析__________两次的实验记录,可初步验证猜想Ⅲ,可得出的结论是____________
实验次数 | 表面状况 | 压力/N | 摩擦力/N | 木块的速度/m/s |
1 | 木块----木板 | 2.0 | 0.6 | 0.1 |
2 | 木块----木板 | 4.0 | 1.2 | 0.1 |
3 | 木块----木板 | 4.0 | 1.2 | 0.2 |
4 | 木块----砂纸 | 2.0 | 1.0 | 0.1 |
【答案】匀速直线运动 不能 1.4 见解析 1.2 见解析
【解析】
(1)实验时,使木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动,木块处于平衡状态,木块受到的摩擦力与测力计的拉力是一对平衡力,由平衡条件可知,木块受到的摩擦力
的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)①在3、4两次实验中,其压力、表面状况和运动的速度都是不相同的,即没有控制变量,故不能研究摩擦力的大小与物体运动速度的关系;
②想验证摩擦力的大小与接触面的粗糙程度(表面状况)有关,需选择压力、速度相同,但接触面的粗糙程度不同的实验进行比较即可,故选1、4两次实验,结论:在压力、物体运动速度相同时,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度(表面状况)有关,粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;
③想验证摩擦力的大小与压力是否有关,需选择表面粗糙程度相同、速度相同,但压力不同的实验进行比较即可,故选1、2两次实验,结论:在接触面粗糙程度相同、速度相同时,滑动摩擦力的大小与压力的大小有关,压力越大,滑动摩擦力越大。
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