题目内容

5．小锋与同学们都很好奇滑动摩擦力，为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”，他们设计了如图所示的实验．

（1）在进行甲、乙、丙、丁实验过程中，应水平匀速 拉动弹簧测力计，此时，滑动摩擦力的大小等于（选填“大于”、“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数；
（2）在甲、乙、丙、丁四次实验中，滑动摩擦力最小的是丁；
（3）比较甲、乙 实验，是为了研究滑动摩擦力大小与压力有关；比较乙、丙 实验，是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关；
（4）比较甲、丁实验，发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数，小明得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，你认为他的结论是错误（选填“正确”或“错误”）的，原因是没有控制压力大小不变；
（5）小锋要对实验装置进行改动，如图戊所示，重复实验．实验中，小锋不一定（选填“一定”或“不一定”）要匀速拉动长木板，图戊改良实验的好处是实验时不需要匀速拉动长木板，测力计静止，便于读数．．

分析 （1）用弹簧测力计水平匀速拉动物块，物块做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，滑动摩擦力等于测力计的示数；
（2）（3）（4）影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，根据图中现象分析；
（5）根据图示实验装置，从长木板的运动状态和测力计读数两个方面考虑．

解答 解：（1）实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时物块处于平衡状态，由平衡条件可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数．
（2）由图示四次实验可知，在实验丁中，物体间的压力最小，接触面粗糙程度最小，因此滑动摩擦力最小．
（3）为了研究滑动摩擦力大小与压力有关，要控制接触面的粗糙程度相同，只改变压力大小，
比较图甲、乙所示实验，为了研究滑动摩擦力大小与压力有关；
为研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关，要控制压力大小相同，只改变接触面的粗糙程度相同，故
比较乙、丙所示实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系；
（4）由图甲、丁所示实验可知，接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同，由于没有控制物体间的压力相同，他的结论是错误的．
（5）由图戊所示实验可知，拉动木板时物块保持不动，物块处于平衡状态，滑动摩擦力等于测力计的拉力，实验时不需要匀速拉动长木板，测力计静止，便于读数．
故答案为：（1）匀速直线；等于；（2）丁；（3）甲乙；乙丙；（4）错误；没有控制压力一定；（5）不一定；实验时不需要匀速拉动长木板，测力计静止，便于读数．

点评 本题考查了实验现象分析，知道实验原理、应用控制变量法分析清楚图示实验情景即可解题，熟练应用控制变量法是正确解题的关键．

练习册系列答案
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15．在研究“影响滑动摩擦力大小因素”时，小明同学做了如图所示的实验．

（1）实验中要使弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小，应使长方体木块在弹簧测力计拉力的作用下做匀速直线（水平）运动．弹簧测力计示数如图甲所示．根据二力平衡知识可知，此时木块所受的滑动摩擦力为2.8N．
（2）比较图乙和图甲中弹簧测力计的示数可知：在接触面粗糙程度相同的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大．
（3）为了研究滑动摩擦力的大小随接触面积的关系．可在上述实验基础上再增加一个步骤，写出你所设计的这一实验步骤．
答案：将甲实验中的木块侧放，用弹簧测力计沿水平方向做匀速直线运动，记下测力计示数，并2.8N比较大小．
（4）小明将甲图中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．他由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．你认为他的探究过程中存在的问题是：没有控制压力大小相同．
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猜想：从斜面上自由滑下的物体速度越来越快．
器材：小车、长木板、木块、卷尺、停表．
实验：
①用木块和长木板组成斜面，如图所示，用卷尺量出斜面的长s1．
②将小车放在斜面的顶端，把金属片放在斜面的底端，记下小车从斜面的顶端自由滑下到撞击金属片的时间t1．
③把金属片放在斜面的中点处，记下小车从斜面的顶端自由滑下到撞击金属片的时间t2．
实验数据：
路程/m运动时间/s运动速度/（m•s-1）
全程s1=0.6t1=0.5v1=1.2
上半程s2=0.3t2=0.3v2=1
下半程s3=s1-s2=0.3t3=t1-t2=0.2v3=1.5
（1）将表中空格填写完整．
（2）由以上实验可以得出的结论：物体从斜面上自由下滑，速度越来越快．

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