题目内容
15.为了探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,小明做了图1所示的实验.(1)实验中,小华每次让弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,这样做的目的是:使测力计的示数等于摩擦力的大小.
(2)比较乙图和丙图中弹簧测力计的示数得出结论在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大.
(3)实验中,小华发现弹簧测力计的示数经常不稳定,为此,做了如图2的改进,其中的好处是不需要匀速拉动木板,木块始终处于相对静止状态,便于操作和读数.
分析 (1)弹簧测力计拉动物体时,弹簧测力计显示拉力大小,物体在水平面上进行匀速直线运动时,水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等.
(2)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关.当接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大.当压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
(3)木块很难匀速,木块不匀速,弹簧测力计的示数就不稳定,另外弹簧测力计是运动的,不好读准示数.运动相对的,我们可以采用木块不动,拉动木板,这样弹簧测力计是静止的,便于读数.而且,木板的运动不要求匀速,便于操作.
解答 解:(1)实验时,使木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动,木块处于平衡状态,木块受到的摩擦力与测力计的拉力是一对平衡力,由平衡条件可知,木块受到的摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数.
(2)由图甲和图乙可知,物体间接触面的粗糙程度相同而压力不同,压力越大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大,由此可见:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)当拉动长木板运动的过程中,正方体木块保持静止状态,根据二力平衡的条件知:此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小.无论长木板是否做匀速直线运动,正方体木块都处于静止状态(即平衡状态),这样拉力等于摩擦力,而且无论拉木板速度多少,摩擦力都一样,不改变摩擦力大小.所以容易读数.
故答案为:
(1)使测力计的示数等于摩擦力的大小;
(2)在接触面粗糙程度相同时,压力越大;
(3)不需要匀速拉动木板,木块始终处于相对静止状态,便于操作和读数.
点评 掌握滑动摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法,探究滑动摩擦力大小的影响因素,解释生活中的问题,设计一些实验等.本实验中,利用二力平衡条件间接测量滑动摩擦力是关键,也是比较常用的方法.
(1)如图1是空调制冷时制冷剂循环的简化图,气态制冷剂由压缩机(可视为电动机)压入室外机的热交换器,在热交换器内液化放热,将热交给室外的空气,然后在室内热交换器内汽化吸热(填“吸”或“放”),从而降低室内空气的温度.其中气态制冷剂是通过压缩体积的方式液化的.
(2)空调的压缩机在工作时消耗电能,转化为机械能.
(3)下表是某品牌柜式空调铭牌上的部分参数.
| 额定制冷量 | 室内机循环风量 | 额定制冷输入功率 | 质量(室内/室外) | 防触电类型 |
| 5000W | 750m3/h | 1750W | 43kg/53kg | I类 |
| A. | 电磁波 | B. | 超声波 | C. | 次声波 | D. | 激光 |
(1)根据图甲,将图乙中的实物电路连接完整.(要求变阻器滑片向右移动时,电流表的示数变小)
(2)正确连接电路后,闭合开关,①若发现电流表和电压表的示数都很大,这说明小华在实验操作上存在的问题是变阻器的滑片没有处于最大电阻值处;②若电压表示数约为3V,但无论怎样移动变阻器滑片,电流表示数始终为0,则电路中出现的故障可能是电阻断路.
(3)排除故障后,调节变阻器的滑片,测出通过电阻R的电流值和对应的电压值如表,分析表中的数据可得出的结论是电阻一定时,电流与电压成正比.
| 电压U/V | 1 | 2 | 3 |
| 电流I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
A.换用电压不同的电源再做实验 B.换用阻值不同的电阻再做实验
(5)现将图乙中的电阻R换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡,若要测出该小灯泡的额定功率,则原实验电路中必须更换的器材是电源.
| A. | 动圈式话筒 | B. | 电动机 | C. | 电铃 | D. | 扬声器 |
(1)连接电路时,电键应断开.
(2)请你用笔画线代替导线将图1中的电路连接完整.
(3)闭合电键前,应先将滑动变阻器的滑片移到A端(选填“A”或“B”).闭合电键后,发现小灯泡不亮,电流表指针偏转,电压表示数为0,产生故障的原因可能是小灯泡短路.
(4)排除故障后,实验得到的数据如下表.在第1次实验中,小灯泡两端电压为2伏时,电流表示数如图2所示,则通过小灯泡的电流为0.2安,此时小灯泡的实际功率为0.4瓦.
| 实验 次数 | 电压表示数 U/V | 电流表示数 I/A | 小灯泡电功率 P/W |
| 1 | 2.0 | ||
| 2 | 2.5 | 0.22 | 0.55 |
| 3 | 2.8 | 0.24 | 0.67 |
(5)由上表可知,小灯泡的额定功率为0.55瓦.