题目内容
【题目】在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板,第3次用表面更加粗糙的长木板。
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实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面上做______,根据二力平衡知识,可知滑动摩擦力的大小______
选填“大于”、“等于”或“小于”
拉力的大小。
比较1、2两次实验,得出结论:______。
比较______两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
刚开始小英做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图象如图乙所示,木块的速度随时间变化的图象如图丙所示,则木块在第7s时的摩擦力为______N。
小芳同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丁所示:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,此时木块受到的摩擦力方向______,大小为______
这样改进的好处是______。
小芳在作图丁实验时,拉动木板没有及时停下来,当木块有七分之一滑出木板表面的时候,摩擦力大小为______N。
【答案】匀速直线等于在接触面粗糙程度一定时,越来越大,摩擦力越大2、33水平向右
不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作![]()
【解析】
(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,木块在水平方向上受拉力和摩擦力的作用,物体只有做匀速直线运动时,在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小。所以实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据二力平衡知识,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力;
1、2两次实验,接触面粗糙程度相同,压力不同,是探究滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系,故可以得出:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大;
要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力相同,改变接触面的粗糙程度,故图2、3两次实验符合要求。
由图丙可知:
物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图乙知此过程的拉力为F=3N,所以滑动摩擦力为f=3N;
物体做减速运动,但由于压力的接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为3N,故第7s时,摩擦力为3N;
木块处于静止状态,受到平衡力的作用,拉力和摩擦力大小相等,方向相反,因测力计对木块的拉力方向水平向左,故木块受到的摩擦力方向为水平向右;
弹簧测力计分度值为
,此时示数为
,即拉力为
,故滑动摩擦力为
;
改进后,木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,该实验设计的优点是:一方面,不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计静止便于读数;
小芳在作图丁实验时,拉动木板没有及时停下来,当木块有七分之一滑出木板表面的时候,由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,摩擦力大小仍为
。
【题目】小明用如图甲所示实验装置探究影响滑动摩擦力大小的因素.
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(1)实验中,小明将长方体木块(长、宽、高各不相同)置于水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,应使木块做______运动.
(2)在猜想了可能影响滑动摩擦力大小的因素后,小明进行了相关实验,记录的数据如下表:
序号 | 木块放置情况 | 木板表面情况 | 木块上放置的砝码个数 | 弹簧测力计示数F/N |
① | 平放 | 木板 | 0 | 2 |
② | 平放 | 木板 | 1 | 2.8 |
③ | 平放 | 木板上铺上棉布 | 1 | 3.4 |
④ | 侧放 | 木板 | 0 | 2 |
①分析序号______两组数据可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关.
②分析序号①、②两组数据可得出结论:在接触面粗糙程度相同时,______越大,滑动摩擦力越大.
③小明发现自己的运动鞋底有较深的花纹,这种现象可用分析序号______两组数据得出的结论来解释.
(3)小华同学在学习了滑动摩擦力之后,设计了如图乙方案测量滑动摩擦力的大小.
方案:木块与弹簧测力计相连,弹簧测力计水平固定,通过细绳水平拉动木板,如图所示.
①在该方案中木块所受的摩擦力的大小应等于______.(选填“拉力F的大小”、“木块的重力”或“弹簧测力计的示数”)
②小华在实验中发现当他拉出木板的过程中,发现弹簧测力计的示数仍然不稳定,你认为不稳定的原因可能是______.