题目内容

8．如图甲所示，弹簧测力计左端固定，木板放在水平桌面上，装有橡皮泥的滑块通过细线与弹簧测力计右端相连，细线与木板平行．小明同学利用此装置，探究“滑动摩擦力大小与压力的关系”．实验操作如图：

（1）把橡皮泥粘在滑块上，用弹簧测力计测出滑块和橡皮泥的总重，记作G．
（2）将粘有橡皮泥的滑块放到水平木板上，通过水平细绳和弹簧测力计相连．　用手向右拉动木板，待弹簧测力计示数稳定后，读出示数F．
（3）多次改变滑块上橡皮泥的质量，并重复步骤（1）（2），记录相应数据如表所示：
次数123456
滑块和橡皮泥的总重G/N0.51.01.52.02.53.0
弹簧测力计示数F/N0.20.40.60.81.01.2
（1）当F=0.6N时，滑块对木板的压力FN=1.5N，滑块受到的滑动摩擦力Ff=0.6N．
（2）根据表中数据在图乙坐标纸上做出F-G图象．
（3）由F-G图象可得，滑块受到的滑动摩擦力Ff与压力FN的关系是在接触面的粗糙程度不变时，滑动摩擦力与压力成正比．
（4）向右拉动木板时，快拉或慢拉对弹簧测力计的示数有无影响？无．
（5）实验结束后，小明同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，他用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半．他由此得出结论：“当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小．”你认为他的结论正确吗？理由是：不正确；没有控制压力不变．

分析 （1）滑块平放在木板上，滑块对木板的压力FN=G；实验中滑块处于静止状态，根据二力平衡条件可知，拉力与摩擦力平衡；再根据表中数据解答此题；
（2）根据表格中的数据描点，并用平滑的曲线连接起来；
（3）分析表格中数据，得出滑动摩擦力与压力的大小关系；
（4）实验中，即使木板不做匀速直线运动，滑块仍受平衡力，由于压力和接触面的粗糙程度均不变，故滑动摩擦力大小不变，弹簧测力计的示数不变；（5）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接触面积大小的关系时，控制压力大小和接触面粗糙程度不变．

解答 解：
（1）根据表中数据可知，当F=0.6N时，滑块和橡皮泥的总重G=1.5N；
由于滑块平放在木板上，所以滑块对木板的压力FN=G=1.5N；
实验中滑块处于静止状态，根据二力平衡条件可知，拉力与摩擦力平衡，所以滑动摩擦力Ff=F=0.6N；
（2）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：

（3）根据二力平衡条件，摩擦力大小等于测力计的示数，压力大小等于物体的重力；由表格中的数据及图象可知：在接触面的粗糙程度不变时，滑动摩擦力与压力成正比；
（4）实验中快拉或慢拉木板，滑块仍受平衡力，由于压力和接触面的粗糙程度均不变，故滑动摩擦力大小不变，弹簧测力计的示数不变，即快拉或慢拉对弹簧测力计的示数无影响；
（5）因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时，应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变，小亮将木块沿竖直方向截去一半后，虽然接触面的粗糙程度没变，但木块对接触面的压力减小了一半，所以得出了错误的结论．
故答案为：（1）1.5，0.6；（2）如上图；（3）在接触面的粗糙程度不变时，滑动摩擦力与压力成正比；（4）无；（5）不正确；没有控制压力不变．

点评 本题是探究影响滑动摩擦力因素的实验，考查了二力平衡条件在实验中的应用，图象的画法及对实验数据的分析，特别要掌握测量滑动摩擦力的改进方法，即保持木块静止，拉动木板的方法．

练习册系列答案
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18．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，已连接的部分电路如图a所示．图中电流、电压恒定，小灯泡上只能看到“3.8V”字样．
（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整．

（2）正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数．其故障原因可能是：小灯泡短路．
（3）故障排除后开始实验，当变阻器滑片滑到图示位置时，电压表的示数为3.0V．接着应将滑片向右滑动，直至灯泡两端电压为额定电压，此时电流表的示数如图b所示．则灯泡的额定功率为1.52W．
（4）实验时某小组学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验．于是向老师要了一个阻值为凡的定值电阻（阻值适当）和一个单刀双掷开关（符号为：），借助原有的实验器材，顺利完成了实验．假如由你来做该实验，要求电路只连接一次，请设计实验方案．
①在图c虚线框内画出实验电路图．
②简述实验步骤：a．根据电路图连接实物电路，将滑动变阻器的滑片P调至最大；
b．闭合开关S1、S2接1，调节滑动变阻器的滑片P，直至电压表的示数达到3.8V为止；
c．滑动变阻器的滑片不动，开关S与b相连，读出电压表的示数U．（用相应的字母表示测出的物理量）
③写出灯泡额定功率的表达式P额=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$（用已知量和测量量表示）．
19．传送带上有一个物体M，质量为2kg，与传送带一起以0.1m/s的速度在水平向上匀速运动，不计空气阻力，物体M受到2个力的作用，其中传送带对物体M的支持力为20N．（g取10N/kg）
16．游泳时向后划水，人向前运动，推动人向前运动的力的施力物体是水．
3．滑雪是人们喜爱的一项运动，在滑雪运动中涉及的现象和对应的表述正确的是（　　）
A．滑雪板做的宽大--减小压强
B．人从山顶滑下的过程一受重力作用
C．人到达山脚不能马上停下来--受到惯性作用
D．利用滑雪杖撑地前进--物体间力的作用是相互的
13．如图所示，在测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．）

（1）连接电路时开关应断开，闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于A （选填“A”或“B”）端．
（2）用笔画线代替导线，连接完整如图甲所示的实物电路．
（3）闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数、电流表无示数，原因可能是小灯泡断路 （写一种即可）．
（4）排除故障后，闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，其读数为2.2 V；要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向B （选填“A”或“B”）端移动．
（5）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图丙所示的图象．由图象可知，小灯泡两端电压是1.5V时，其电阻是10Ω；灯泡的额定功率是0.5W．
（6）由图丙图象可知，小灯泡灯丝电阻是不断变化的，可能的原因是灯丝的电阻随温度的升高而变大．
20．如图所示，水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯，分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中，鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态，在乙烧杯中处于漂浮状态．下列判断正确的是（　　）
A．放入鸡蛋后，甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为p甲和p乙，则p甲=p乙
B．鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F浮和F浮′，则F浮＞F浮′
C．放入鸡蛋后，甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙，则F甲＞F乙
D．甲杯中盐水密度为ρ甲，乙杯中盐水密度为ρ乙，则ρ甲＞ρ乙
17．作图题
（1）如图1，完成光路图
（2）如图2，在方框中填上适当透镜
（3）如图3，画出斜面上重为100N的物体所受重力的图示
18．增大摩擦力的方法通常有两种，即增大压力和使接触面粗糙．那么，还有没有别的办法呢？小明同学对自己提出了这样的问题．对此，他进行了如下的研究：找一段棉线，在棉线的一端栓上一个沉重东西（例如一把大锁），然后把它搭在一个平放的圆棍上（如铁床的横梁、自行车的大梁等），如图甲那样，通过弹簧测力计来拉棉线的另一端，这时，要使重物不下落，用的力虽然比竖直向上的力要少，但省的力却不算多．

再如图乙那样，将棉线在圆棍上绕一圈，发现弹簧测力计的示数变小了．
再如图丙那样，将棉线在圆棍上绕两圈，发现弹簧测力计的示数更小了．
再如图丁那样，将棉线在圆棍上绕四圈，发现弹簧测力计的示数几乎等于零．
对上述现象，小明进行了归纳分析，得出了结论，根据你的阅读，请回答下列问题：
（1）小明同学可以得出一个什么结论？
缠绕的圈数越多，摩擦力就越大．
（2）这一结论在日常生活、生产中有何应用？请列举一例．

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