题目内容

5.小芳在学习摩擦力一节时,为了“探究滑动摩擦力跟压力的关系”,设计了如图甲实验装置.实验器材有:木块、长木板、砂和砂桶、测力计、20g砝码若干个、细线等.

(1)实验方法:将木块用测力计水平拉住,测力计另一端固定在桌上一侧;细线一端和砂桶连接,另一端跨过定滑轮和长木板相连.实验时在砂桶中加砂,使长木板运动,当木块达到稳定时,测力计读数等于木块和长木板之间的滑动摩擦力大小.请问木板的运动是否一定要做匀速运动不一定(选填“一定”或“不一定”).
(2)在木块上加砝码就可以改变木块对长木板的正压力,改变砂桶中砂的质量,使长木板运动,读出测力计的读数.小芳做了六次实验,得到了下表六组数据,其中在第3次实验时,测力计的示数如图乙所示,请你帮小明读出测力计的示数并填入相应的位置.
次数20g砝码/个数压力F1/N测力计的读数F2/N
    1    0    3    1.5
    2    2    3.4    1.7
    3    4    3.81.9
   4    6    4.2    2
5    8    4.6    2.3
    6    10    5    2.5
(3)表格中有哪些不足之处缺少木块与长木板的接触面的粗糙程度.
(4)根据表中的正确数据和(3)中添加的信息,在如图丙方格纸上画出要求的关系图象.
(5)分析图象,你得出的结论是当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大.

分析 (1)只要保持弹簧测力计的拉力与摩擦力是一对平衡力即可,不必使木板做匀速运动;
(2)读取弹簧测力计示数时要明确分度值与刻度的延伸方向;
(3)探究滑动摩擦力与压力大小的关系时,保持接触面的粗糙程度不变;
(4)根据表格数据,通过描点画出图象;
(5)实验过程中接触面不变,只改变压力,最终的滑动摩擦力不同.

解答 解:(1)木板不一定要作匀速运动,因为木块在弹簧测力计和摩擦力的作用下保持静止状态,弹簧测力计给木块的拉力和摩擦力总是一对平衡力,木块无论做匀速还是变速运动,摩擦力都不变,弹簧测力计的拉力也不变;
(2)图乙中弹簧测力计的示数为1N+0.1N×9=1.9N;
(3)探究滑动摩擦力与压力大小的关系时,保持接触面的粗糙程度不变,故表格中缺少接触面的粗糙程度;
(4)利用表格中数据,描点画出图象如下图:

(5)分析实验过程与表中数据可知:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大.
故答案为:(1)不一定;(2)1.9;(3)缺少木块与长木板的接触面的粗糙程度;(4)如上图;(5)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大.

点评 (1)不必一定保持木板做匀速运动,是此改进实验的一大优点;
(2)考查了弹簧测力计的读数,明确刻度延伸方向是关键;
(3)得出结论时,要注意实验的前提,即控制变量法的要求.

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