题目内容

18.探究影响摩擦力大小的因素:
(1)实验中应该用弹簧测力计拉着木块在不同的水平面上做匀速直线运动.
(2)小强按实验要求用弹簧测力计水平拉动同一木块在桌面上进行了3次实验,实验数据如表所示:
次数木块运动快慢弹簧测力计示数/N
1较快2.8
2慢2.8
3较慢2.8
分析表中数据可知,滑动摩擦力的大小与速度无关.
(3)小强认为滑动摩擦力的大小可能与物体的表面积的大小有关.为此他举出了这样的例证:把一只手指压在桌面上向前推,手会感觉到摩擦力不是很大,但把整只手掌压在桌面上向前推时,就会感觉到摩擦力很大.
①小强同学所举的例证是否正确?请你作出评价;
②请你设计一个实验去探究一下影响滑动摩擦力的因素是否与物体的表面积大小有关.要求写出实验所用的器材,简单的实验步骤并进行分析论证.

分析 (1)实验中,要拉动木块做匀速直线运动,利用二力平衡的原理,通过拉力测出摩擦力的大小;
(2)摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体的运动速度无关;
(3)要探究滑动摩擦力大小与物体表面积的关系,应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变,这样才符合控制变量法的要求.据此可设计实验并进行分析论证.

解答 解:(1)实验中应该用弹簧测力计拉着木块在不同的水平面上做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力是一对平衡力;
(2)由实验结果可知,三次实验木块运动的速度不同,但最终摩擦力的大小相同,说明滑动摩擦力的大小与速度无关.
(3)①小强的实验中,两次操作手对桌面的压力不同,不符合控制变量法的要求,所得出的结论不可靠;
②为了探究滑动摩擦力的大小是否与物体的表面积大小有关,可做如下设计:
器材:长方体木块、弹簧测力计;
步骤:a、将木块平放在桌面上,用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,观察弹簧测力计的示数,并记录为F1;
b、将木块侧放在桌面上,用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,观察弹簧测力计的示数,并记录为F2;
c、将木块立放在木板上,用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,观察弹簧测力计的示数,并记录为F3;
分析与论证:比较F1、F2、F3的关系,如果相等,则说明滑动摩擦力与物体的表面积大小无关;如果不相等,说明滑动摩擦力与物体的表面积大小有关.
故答案为:(1)做匀速直线运动;
(2)速度;
(3)①不正确;实验中没有控制手对桌面的压力相同;
②实验设计同上.

点评 本题考查了探究影响摩擦力大小因素的实验中二力平衡条件的运用、实验数据的分析、控制变量法的运用,以及实验的设计,关键是控制变量法在设计实验中的应用.

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