题目内容

在探究“滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度和压力大小的关系”实验中,为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,所用的实验器材有:水平桌面一个;长木板一个;带挂钩的木块一个;弹簧测力计一个;质量相等的砝码足量.
(1)实验时,沿水平方向拉木块,使木块在长木板上做
匀速直线
匀速直线
运动.
(2)记录的实验数据如下表.根据表中的实验数据,在方格纸上画出滑动摩擦力f与压力F的关系图象.
实验次数 1 2 3 4 5 6
压力力F/N 2.O 3.O 4.0 5.0 6.O 7.0
滑动摩捺力f/N O.6 O.8 1.2 1.5 1.9 2.1
接触面粗糙程度相同
(3)根据图象,得出的探究结论是:
接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力f与压力F成正比
接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力f与压力F成正比

(4)理论上,该实验次数越多越好,其好处是:
数据越多,得到的两者关系越趋近实际的关系
数据越多,得到的两者关系越趋近实际的关系

(5)实验结束后,小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关,她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动的摩擦力,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.她由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,摩擦力越小.你认为她的结论正确吗?
不正确
不正确
,理由是:
没有控制物体间的压力相等
没有控制物体间的压力相等
分析:(1)木块只有在做匀速直线运动时,受到弹簧测力计的拉力才等于受到的摩擦力;
(2)描点法绘制图象注意横纵坐标对应的物理量;
(3)从数据上看,接触面粗糙程度一定时,压力越大,受到的摩擦力越大;
(4)实验次数越多,误差越小,实验结论越准确.
(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)用弹簧测力计水平拉动木块时,木块受到拉力和摩擦力的作用,根据二力平衡的知识,木块只有做匀速直线运动拉力才等于摩擦力;
(2)用描点法绘制图象,横坐标对应压力大小,纵坐标对应摩擦力大小如下图;
(3)从图象上看出,这是个正比例函数图象,在接触面的粗糙程度一定时,摩擦力的大小与压力的大小成正比;
(4)实验的目的是为了得出正确的结论,多次实验,进行对比实验的结论越真实.
(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,小丽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)匀速直线;(2)图象如图所示;
(3)接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力f与压力F成正比;
(4)数据越多,得到的两者关系越趋近实际的关系.
(5)不正确;没有控制物体间的压力相等.
点评:本题重点是研究摩擦力大小和压力大小的关系,通过分析实验数据绘制图象考查了学生对数据的分析处理和绘制图象能力;通过多次测量,培养学生良好的科学素养和一丝不苟的科学态度.
练习册系列答案
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某物理活动小组在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中,进行了如下的探究实验.
(1)小明同学在水平木板上,用弹簧测力计水平向左拉动木块,使其作匀速直线运动,弹簧测力计示数如图所示.他根据
二力平衡
二力平衡
知识可知,木块所受的滑动摩擦力为
2.8
2.8
N.
(2)小华将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半.她由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小.你认为她的探究过程中存在的问题是
没有控制压力相等
没有控制压力相等

(3)如果小强同学重复做小明的那次实验时,是拉动物体加速运动的,此时物块受到水平木板对它的摩擦力将如何变化?
不变
不变
(填“变大”、“变小”或“不变”),理由是什么?
压力和接触面的粗糙程度没有改变
压力和接触面的粗糙程度没有改变

(4)实验结束后,该小组的同学们在交流时,小红同学提出,摩擦力的大小是与压力的大小有关还是与重力的大小有关,同组的同学们进行讨论,最后在没有添加任何器材的情况下,设计了一个方案解决了这个问题.如果你是该小组的一名成员,你认为他们设计的方案是什么?实验结论是什么?
设计方案(简要叙述):
把长木板倾斜一定的角度,然后拉动木块,读出弹簧测力计的读数
把长木板倾斜一定的角度,然后拉动木块,读出弹簧测力计的读数

实验结论:
如果读数不变,说明与重力有关;如果读数改变,说明与重力无关而与压力有关
如果读数不变,说明与重力有关;如果读数改变,说明与重力无关而与压力有关

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