题目内容
科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制订计划并设计实验,进行实验收集证据,分析论证,评估交流等.一位同学学习了滑动摩擦力后,怀疑滑动摩擦力可能与接触面积有关,于是他准备用实验探究这个问题.
(1)这位同学认为:滑动摩擦力的大小与接触面积成正比,这属于科学探究活动的
(2)为完成本实验,需要自己制作木块,他应制作的木块是下列选项中的
A.各面粗糙程度相同的正方体木块
B.各面粗糙程度不相同的正方体木块
C.各面粗糙程度相同,长宽高各不相等的长方体木块
D.各面粗糙程度不相同,长度高各不相等的长方体木块
(3)某同学在做测定木板的动摩擦因数的实验时,设计了两种实验方案.
方案A:木板水平固定,通过弹簧秤水平拉动木块,如图(a)所示;
方案B:木块固定,通过细线水平拉动木板,如图(b)所示.
①上述两种方案中,你认为更合理的是方案
②该实验中应测量的物理量是
③除了实验必需的弹簧秤、木板、木块、细线外,该同学还准备了质量为200g的配重若干个.该同学在木块上加放配重,改变木块对木板的正压力(g=10m/s2).记录了5组实验数据,如下表所示:
请根据上述数据在坐标纸上做出木块所受摩擦力和压力的关系图象:由图象可测出木板和木块间的动摩擦因数是
(1)这位同学认为:滑动摩擦力的大小与接触面积成正比,这属于科学探究活动的
作出假设
作出假设
环节.(2)为完成本实验,需要自己制作木块,他应制作的木块是下列选项中的
C
C
.A.各面粗糙程度相同的正方体木块
B.各面粗糙程度不相同的正方体木块
C.各面粗糙程度相同,长宽高各不相等的长方体木块
D.各面粗糙程度不相同,长度高各不相等的长方体木块
(3)某同学在做测定木板的动摩擦因数的实验时,设计了两种实验方案.
方案A:木板水平固定,通过弹簧秤水平拉动木块,如图(a)所示;
方案B:木块固定,通过细线水平拉动木板,如图(b)所示.
①上述两种方案中,你认为更合理的是方案
b
b
,原因是方案A操作需要匀速拉动木块,难以控制,且要读运动中的弹簧测力计的读数;方案B操作只要使木板运动即可,不必限定匀速运动,且弹簧测力计不动容易读数.
方案A操作需要匀速拉动木块,难以控制,且要读运动中的弹簧测力计的读数;方案B操作只要使木板运动即可,不必限定匀速运动,且弹簧测力计不动容易读数.
;②该实验中应测量的物理量是
木块的重力、每次拉木板时木块和木板间的摩擦力
木块的重力、每次拉木板时木块和木板间的摩擦力
;③除了实验必需的弹簧秤、木板、木块、细线外,该同学还准备了质量为200g的配重若干个.该同学在木块上加放配重,改变木块对木板的正压力(g=10m/s2).记录了5组实验数据,如下表所示:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
配重(个数) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
弹簧秤读数(N) | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 1.80 | 2.50 |
测木块重(N) | 2.00 |
0.25
0.25
.分析:(1)针对所研究的问题提出自己的看法,因为结论的正确性有待于实验的探究结果,因此,这属于科学探究的“猜想与假设”环节;
(2)根据控制变量法的要求,此实验要求保持压力和接触面的粗糙程度不变,据此可判断各选项是否符合实验要求;
(3)实验中我们是根据拉力与摩擦力是一对平衡力的原理,才通过测力计读出摩擦力大小的,因此,在操作时要保持物体做匀速直线运动,这也是实验操作中较难保持的地方,方案二的改进则很好地解决了这一问题;根据μ=
确定需要测量的物理量,根据图线的斜率求出动摩擦因数的大小.
(2)根据控制变量法的要求,此实验要求保持压力和接触面的粗糙程度不变,据此可判断各选项是否符合实验要求;
(3)实验中我们是根据拉力与摩擦力是一对平衡力的原理,才通过测力计读出摩擦力大小的,因此,在操作时要保持物体做匀速直线运动,这也是实验操作中较难保持的地方,方案二的改进则很好地解决了这一问题;根据μ=
f |
FN |
解答:解:(1)针对实验的目的,这位同学提出了自己的想法,这属于科学探究的“猜想与假设”环节;
(2)在探究摩擦力大小与接触面积大小的关系,必须要保证压力与接触面的粗糙程度不变,只改变接触面积的大小,因此,只有选项C符合题意;
(3)①比较两种实验方案的操作过程可以看出,方案a中物体在弹簧测力计作用下很难控制它一直做匀速直线运动,方案b中拉动的是木板,弹簧测力计与木块相对静止,此时读数更准确.更合理的是方案b.
②根据f=μFN得,μ=
=
,知需要测量的物理量为木块的重力、每次拉木板时木块和木板间的摩擦力.
③图线的斜率表示动摩擦因数,则μ=
=0.25.
故答案为:(1)作出假设
(2)C
(3)①b 方案A操作需要匀速拉动木块,难以控制,且要读运动中的弹簧测力计的读数;方案B操作只要使木板运动即可,不必限定匀速运动,且弹簧测力计不动容易读数.
②木块的重力、每次拉木板时木块和木板间的摩擦力
③图象如图所示.
μ=0.25
(2)在探究摩擦力大小与接触面积大小的关系,必须要保证压力与接触面的粗糙程度不变,只改变接触面积的大小,因此,只有选项C符合题意;
(3)①比较两种实验方案的操作过程可以看出,方案a中物体在弹簧测力计作用下很难控制它一直做匀速直线运动,方案b中拉动的是木板,弹簧测力计与木块相对静止,此时读数更准确.更合理的是方案b.
②根据f=μFN得,μ=
f |
FN |
f |
mg |
③图线的斜率表示动摩擦因数,则μ=
2.5 |
10 |
故答案为:(1)作出假设
(2)C
(3)①b 方案A操作需要匀速拉动木块,难以控制,且要读运动中的弹簧测力计的读数;方案B操作只要使木板运动即可,不必限定匀速运动,且弹簧测力计不动容易读数.
②木块的重力、每次拉木板时木块和木板间的摩擦力
③图象如图所示.
μ=0.25
点评:通过此实验主要考查了对科学探究实验过程的熟悉、对控制变量法的运用以及对实验操作过程的合理改进等.在对动摩擦因数的计算中,要依据题目中所提供的信息,在理解的基础上进行活学活用,在这里关键是要分析出f与N的大小.
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