题目内容
2.如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验.铜块和木块的大小和形状完全相同,实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动.(1)比较甲、乙两图,可得到的结论是在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(2)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使物体间的压力相同;
(3)比较乙、丙两图,可得到的结论是在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)若物体不是做匀速运动,而是做加速直线运动,弹簧测力计读数大于摩擦力;若物体做减速直线运动,弹簧测力计读数小于摩擦力(填“大于”“等于”或“小于”).
(5)实验时,小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,则测出的摩擦力小于实际摩擦力(填“大于”“等于”或“小于”).
(6)实际操作时,手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的,因而测力计的读数不一定等于摩擦力的大小.请你提出一个改进的方法,确保测力计的读数等于摩擦力的大小. 你的做法(画图或文字说明):物块与弹簧测力计固定,拉动木板,如图所示.
分析 (1)影响摩擦力大小的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度,在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力就越大;
(2)铜块和木块叠加在一起,是为了保证两次接触面所受压力相等;
(3)滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关,应用控制变量法,分析实验所控制的变量与实验现象,然后得出结论;
(4)用弹簧测力计来测量摩擦力就要让木块做匀速直线运动,这时摩擦力和水平方向上的拉力就是一对平衡力,弹簧测力计测得才是摩擦力;
若物体做加速直线运动,则说明拉力大于摩擦力,弹簧测力计测的是拉力,所以弹簧测力计的示数大于摩擦力;若物体做减速运动,则说明拉力小于摩擦力,弹簧测力计的示数小于摩擦力;
(5)实验时,小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后弹簧测力计要在水平方向上使用就要调零,因为在竖直方向上由于弹簧重力弹簧比在水平方向上要长,若不调零指针指在零刻度线的上方,导致测量结果小于摩擦力;
(6)手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的,我们可以让弹簧测力计不动而拉动木板.
解答 解:
(1)比较甲、乙两图可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,压力越大,弹簧测力计的示数越大,可得到的结论是:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(2)图乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使:接触面受到的压力大小相同;
(3)由图乙、丙所示实验可知,物体间的压力相等而接触面的粗糙程度不同,接触面越粗糙,弹簧测力计的示数越大,可得到的结论是:在压力大小相同时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;
(4)水平匀速拉动物体时,物体做匀速直线运动,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数;
若物体不是做匀速运动,而是做加速直线运动,弹簧测力计读数大于摩擦力;
若物体做减速直线运动,弹簧测力计读数小于摩擦力;
(5)实验时,小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后弹簧测力计要在水平方向上使用就要调零,因为在竖直方向上由于弹簧重力弹簧比在水平方向上要长,若不调零指针指在零刻度线的上方,导致测量结果小于摩擦力;
(6)为方便实验操作,使物块与弹簧测力计固定不动,拉动木板,不需要控制木板做匀速直线运动,如图所示:![]()
故答案为:(1)在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(2)物体间的压力;(3)在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(4)大于;小于;(5)小于;(6)物块与弹簧测力计固定,拉动木板,如图所示.
点评 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中我们应注意两种研究方法与一个物理原理的合理利用,两个方法是控制变量法和转换法(将摩擦力转换为弹簧测力计的拉力);一个物理原理是二力平衡原理(在物体做匀速直线运动时,拉力与摩擦力平衡).
| A. | 用力吹一根细管,并将它不断剪短,听声音的变化 | |
| B. | 用大小不同的力敲打鼓面,观察纸屑跳动情况 | |
| C. | 抽去罩内一些空气后,听闹钟的铃声变化 | |
| D. | 小丽通过“土电话”听小刚的轻声说话声 |
| 方案一: A.将烧杯中的适量液体倒入量筒中,读出液体的体积V B.用天平测出空烧杯的质量m1 C.再将量筒中的液体倒入烧杯,放在天平上测出总质量m2 D.用公式算出液体的密度ρ液 | 方案二: A.在烧杯中盛被测液体,测出它们的质量m1 B.将烧杯中的适量液体倒入量筒中,读出液体的体积V C.测出烧杯和杯中剩余液体的质量m2 D.用公式算出液体的密度ρ液 |
(2)用你选择的方案进行实验,所测密度的表达式ρ液体=$\frac{{m}_{1}{-m}_{2}}{V}$.
(3)经过思考小明将另一方案稍加改进,提高了测量结果的准确性.改进后的步骤C分为两步,请你帮他写出改进内容:
第一步:将量筒中的部分液体倒入烧杯,放在天平上测出总质量m2
第二步:再读出量筒中剩余液体的体积V1
(4)用步骤中的字母,写出方案改进后小明所测液体密度的表达式ρ'液体=$\frac{{{m}_{2}-m}_{1}}{V-{V}_{1}}$.
(1)图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图.由图可知,该磁极为N极,若在1处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图2中的甲.
(2)如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻叫磁敏电阻.某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图4所示.根据图线可知,磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而增大.
(3)利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量图磁场中各处的磁感应强度.
| 1 | 2 | 3 | |
| U/V | 1.50 | 3.00 | 4.50 |
| I/mA | 3.00 | 6.00 | 9.00 |
②正确接线后,测得的数据如上表所示.该磁敏电阻的测量值为500Ω.
③根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知,1处的磁感应强度为1.0T.
④在实验过程中,仅将磁敏电阻从1处移至2处,其它条件不变,那么电流表的示数增大,电压表的示数减小.(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)就现有的实验器材和电路,请提出一个有意义的可供探究的物理问题:磁敏电阻的阻值与磁场方向是否有关?.
(5)在上述电路中,将该磁敏电阻从待测磁场中移出,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为10.0mA时,求滑动变阻器接入电路的阻值.设电源电压为5.50V.