题目内容

【题目】为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明选用以下能满足实验要求的器材做了一系列的实验:形状相同的木块和铁块、表面平整的长木板、弹簧测力计等.小明做的部分实验如下(实验时,长木板固定在水平桌面上):
1 把木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块(图甲),使木块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F1
2 把铁块侧放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动铁块(图乙),使铁块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F2
3 木块在下,铁块在上叠放在一起后放到长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块(图丙),使它们做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数F3
小明发现,三次实验中弹簧测力计的示数均不相同,即F1≠F2≠F3 , 且F1<F3
(1)比较1、3两次实验,由F1<F3得出的结论是
(2)比较1、2两次实验,根据F1≠F2 , 小明认为:滑动摩擦力的大小与接触面积有关.小明得出这个错误结论的原因是
(3)实验中运用了转换法,把摩擦力的大小转换为 . 为了保证转换的正确性,实验中采取的措施是
(4)小明想:木块表面粗糙还是铁块表面粗糙?请你利用现有器材增加一次实验,解决小明的问题.写出实验方法和结论: 方法:
结论:

【答案】
(1)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(2)没有控制压力大小、接触面粗糙程度相同;
(3)拉力大小;拉动木块做匀速直线运动;
(4)将木块叠放在铁块之上,重复步骤3的实验,记下弹簧测力计的示数F4 , 比较F3和F4的大小.;若F3>F4 , 则说明木块的表面粗糙,若F3<F4 , 则说明铁块的表面粗糙
【解析】解:(1)比较1、3两次实验可以看出,接触面相同,压力不同,最终拉力F1<F3 , 可得出的结论是:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(2)比较1、2两次实验可以看出,两次的压力不同,接触面也不同,因此根据F1≠F2 , 得出:滑动摩擦力的大小与接触面积有关,这一结论是不可靠的.原因是他没有控制压力大小、接触面粗糙程度相同.(3)实验中运用了转换法,把摩擦力的大小转换为拉力大小.为了保证转换的正确性,实验中应拉动木块做匀速直线运动,使摩擦力与拉力是一对平衡力.(4)在步骤3的基础上,可将铁块叠放在木块之下,重复步骤3的实验,记下弹簧测力计的示数F4 , 比较F3和F4的大小;若F3>F4 , 则说明木块的表面粗糙,若F3<F4 , 则说明铁块的表面粗糙.故答案为:(1)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(2)没有控制压力大小、接触面粗糙程度相同;(3)拉力大小;拉动木块做匀速直线运动;(4)将铁块叠放在木块之下,重复步骤3的实验,记下弹簧测力计的示数F4 , 比较F3和F4的大小.若F3>F4 , 则说明木块的表面粗糙,若F3<F4 , 则说明铁块的表面粗糙. 本实验中,用弹簧测力计拉动木块在水平面上进行匀速直线运动,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,间接测量滑动摩擦力大小.
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关.探究滑动摩擦力大小跟压力大小关系时,控制接触面粗糙程度不变,改变压力大小,观察滑动摩擦力大小的变化;探究滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度关系,控制压力大小不变,改变接触面粗糙程度,观察滑动摩擦力大小的变化.据此结合实验过程做出解答.

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