题目内容
张军同学在“探究摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验中,采用了如下实验方法:将长木板放在水平桌面上,木块放在长木板上,将测力计的一端固定在桌子左侧的挡板上,另一端沿水平方向钩住木块,再用细线拉着长木板向右运动.(实验装置及条件的变化如图甲、乙、丙所示)
(1)实验中,测力计测出的是______之间的摩擦力大小,其理论依据是______.
(2)比较______图与______图的测力计示数可知:压力越大,摩擦力越大;比较______图与______图的测力计示数可知:接触面越粗糙,摩擦力越大.
(3)实验中是否要求长木板一定做匀速直线运动?答______.(填“一定”或“不一定”)
解:(1)实验中研究的是木块和木板之间摩擦力的大小;弹簧测力计测量的是木块受到的拉力,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,即摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小;
(2)甲、乙两图实验中木块和木板接触面的粗糙程度相同,乙图中木块的上方增加了一个砝码压力增大了,所以研究的是摩擦力大小与压力大小的关系;甲、丙两图实验中木块对接触面的压力不变,丙图中毛巾的表面粗糙,所以研究的是摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系.
(3)因为实验中拉动的是木板,滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度是否匀速没有关系,所以长木板不一定要做匀速直线运动.
故答案为:(1)木块与长木板;测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力为平衡力,其大小相等;
(2)甲;乙;甲;丙;(3)不一定.
分析:(1)实验中研究的是木块和木板之间滑动摩擦力的大小,弹簧测力计测量的是木块受到的拉力,弹簧测力计的拉力大小与木块受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等;
(2)要得出压力越大,摩擦力越大的结论,必须控制接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同;要得出接触面越粗糙,摩擦力越大的结论,必须控制压力的大小相同,接触面的粗糙程度不同.
(3)拉动长木板时,滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度是否匀速没有关系,并且弹簧测力计示数是静止的容易读数.
点评:(1)滑动摩擦力实验的改进,学生不容易理解,理解的关键在于滑动摩擦力大小跟压力大小、接触面粗糙程度有关,跟物体是否做匀速直线运动无关;
(2)本题也是控制变量法思想的应用,明确变量和不变量是解题的关键.
(2)甲、乙两图实验中木块和木板接触面的粗糙程度相同,乙图中木块的上方增加了一个砝码压力增大了,所以研究的是摩擦力大小与压力大小的关系;甲、丙两图实验中木块对接触面的压力不变,丙图中毛巾的表面粗糙,所以研究的是摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系.
(3)因为实验中拉动的是木板,滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度是否匀速没有关系,所以长木板不一定要做匀速直线运动.
故答案为:(1)木块与长木板;测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力为平衡力,其大小相等;
(2)甲;乙;甲;丙;(3)不一定.
分析:(1)实验中研究的是木块和木板之间滑动摩擦力的大小,弹簧测力计测量的是木块受到的拉力,弹簧测力计的拉力大小与木块受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等;
(2)要得出压力越大,摩擦力越大的结论,必须控制接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同;要得出接触面越粗糙,摩擦力越大的结论,必须控制压力的大小相同,接触面的粗糙程度不同.
(3)拉动长木板时,滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度是否匀速没有关系,并且弹簧测力计示数是静止的容易读数.
点评:(1)滑动摩擦力实验的改进,学生不容易理解,理解的关键在于滑动摩擦力大小跟压力大小、接触面粗糙程度有关,跟物体是否做匀速直线运动无关;
(2)本题也是控制变量法思想的应用,明确变量和不变量是解题的关键.
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