题目内容

20.在探究“影响摩擦力大小的因素”实验中,同学们猜想摩擦力的大小可能与以下因素有关:①接触面所受的压力大小 ②接触面的粗糙程度 ③接触面面积的大小.为此,小明通过如图所示的实验进行验证.

(1)实验中用弹簧测力计拉动长方木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据二力平衡原理测出木块与长木板间的摩擦力.
(2)对比图甲和图乙,可以验证猜想①.
(3)对比图甲和图丙,可以验证猜想②.(填序号)
(4)小明利用图甲实验装置验证猜想③,需再把木块竖放,并按正确的方法拉动木块,发现两次弹簧测力计的示数相等,从而得出:滑动摩擦力的大小与接触面面积的大小无关.

分析 (1)利用测力计的示数来反应摩擦力的大小,是根据二力平衡的条件.因此要让木块做匀速直线运动.
(2)研究摩擦力大小与什么因素有关,要利用控制变量法来研究,研究与压力大小是否有关,必须要保证压力大小不同.甲、乙符合条件.
(3)甲、丙两图的不同点也可得出摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(4)要探究摩擦力大小与接触面积的关系,需保持其它条件不变,改变接触面积的大小,将木块平放、侧放、竖放,比较测力计的示数.

解答 解:(1)要使测力计的示数与摩擦力相等,木块必须处于平衡状态,使拉力与摩擦力是一对平衡力.故要匀速拉动.
(2)比较甲、乙两图发现:接触面的粗糙程度相同,而压力大小不同,由此可知研究的是摩擦力与压力大小的关系.
(3)比较甲、丙两图发现:压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,由此可知研究的是摩擦力与接触面粗糙程度的关系.
(4)要得出摩擦力大小与接触面积大小无关,应改变接触面积的大小,图中木块平放,发现两次弹簧测力计的示数相等,从而得出:滑动摩擦力的大小与接触面面积的大小无关.
故答案为:(1)二力平衡;(2)乙;(3)②;(4)竖.

点评 本题是探究影响摩擦力大小因素的实验,此题要把握两个方法:①利用二力平衡的条件的转换法.②控制变量法的应用.

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