题目内容

14．实验小组用如图1所示的实验装置来探究“物体受到的滑动摩擦力大小与它对桌面压力大小的关系”．

（1）将小红实验小组的实验步骤和思路填写完整．
①设计实验：安装好如图所示的实验装置，确保桌面水平，并调整滑轮的高度，使拉动木块的绳子处于水平．保持木块的重力不变，改变砂桶中砂子的多少，直到木块能沿桌面做匀速直线运动，此时绳子对木块的拉力等于木块受到的摩擦力．
②进行实验收集数据：取下绳子，用弹簧秤分别测得木块及木块上物体的总重力为G1、砂桶和绳子重力为G2．用G2的大小作为木块受到的摩擦力；用G1的大小作为木块对桌面的压力为大小（选填“G1”、“G2”）．将实验数据填入表格．
③反复实验获得更多数据：不断往木块上加重物，然后再改变砂子的重力，重做上面的实验．
④处理数据获得规律：利用图象研究摩擦力与压力的关系．
（2）如果小红的实验操作正确无误，记录表如表
次数1234567
摩擦力f/N0.20.30.40.50.60.70.8
压力F/N0.71.31.92.53.03.54.0
①将表格中的数据画到图象中；
②根据图象得到：压力为0时，摩擦力为0.08 N．
（3）他在资料上看到的物理规律是---“在粗糙程度保持不变时，摩擦力与压力成正比”．
①根据这个理论，物体所受的摩擦力与压力的关系图线应该是过坐标原点的直线．
②根据实验情景，推测实验结果与理论不吻合的原因是定滑轮与绳子之间存在摩擦力．

分析 （1）①水平匀速拉动木块，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力等于拉力；
②根据平衡力得出木块受到的摩擦力的大小；物体在水平面上时，物体对水平面的压力等于物重，据此求出木块对桌面的压力；
（2）①利用描点法，横坐标对应压力，纵坐标对应摩擦力，绘制出图象；
②根据图象得到：压力为0时，摩擦力的大小；
（3）从定滑轮与绳子之间存在摩擦力进行分析．

解答 解：
（1）①为了测量滑动摩擦力的大小，实验中让沙桶拉动木块能沿桌面做匀速直线运动，目的是利用二力平衡条件，此时绳子对木块的拉力等于木块受到的摩擦力；
②木块在水平面上做匀速直线运动，在水平方向上受到的拉力和摩擦力平衡，所以摩擦力大小等于砂桶和绳子重力G2；木块在水平面上，对水平面的压力等于物重，所以木块对桌面的压力为大小为G1；
（2）①图中横坐标对应的是压力，纵坐标对应的是摩擦力，把表中的数据用描点法绘制图象如下：

②根据图象可知，当压力为0时，摩擦力为：f=0.08N；
（3）因为定滑轮与绳子之间存在摩擦力，所以实验中测量的摩擦力偏大，当压力为0时，摩擦力不为0，摩擦力与压力的关系图线是不过坐标原点的直线．
故答案为：（1）①匀速直线；等于；②G2；G1；（2）①见上图；②0.08；（3）定滑轮与绳子之间存在摩擦力．

点评 掌握二力平衡条件在测量摩擦力中的应用，掌握滑动摩擦力大小的影响因素，能正确运用控制变量法探究滑动摩擦力大小跟各影响因素之间的关系是解答本题的关键．

练习册系列答案
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5．下列实例中，属于利用大气压的是（　　）
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2．回顾试验和探究：（将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
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结论电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关
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9．用如图所示的滑轮组，在2分钟内把重1200N的货物匀速提升6m，人作用于绳端的拉力F为500N，若不计摩擦和绳重．求：
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4．在测量小灯泡额定功率的实验中选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5v，图甲是未连接完整的实验电路．

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（3）实验时闭合开关，两表均有示数．若将小灯泡从灯座中取走，电压表仍有示数．
（4）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的图象．根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．

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