题目内容

在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:

(1)如图甲所示,用弹簧测力计拉木块在水平木板上做匀速直线运动,这时木块受到的摩擦力的大小______(填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数.
(2)为探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”,在甲实验的基础上,下一步应进行的操作是______,然后用弹簧测力计拉木块在水平木板上做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数.
(3)为探究“滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关”,实验室提供的器材有:a.表面平整的长木板;b.天平;c.带钩的长方体木块;d.带钩的正方体木块;e.弹簧测力计.应选用以上器材中的______进行实验探究.(填器材前面的字母代号)
(4)在山东省第一届物理创新实验大赛上,莱芜一同学对该实验进行了改进,其实验方法如图乙所示,请你说明这种改进的好处是______.
【答案】分析:(1)弹簧测力计水平匀速直线拉动木块时,木块水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,滑动摩擦力等于拉力.
(2)滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关.探究滑动摩擦力跟压力大小关系时,控制接触面粗糙程度不变,改变压力大小.
(3)探究滑动摩擦力跟受力面积的关系时,控制接触面粗糙程度和压力都不变,改变受力面积大小,可以使长方体木块平放、侧放、竖放在水平长木板上,用弹簧测力计匀速直线拉动.
(4)实验时,用弹簧测力计直接拉动木块时,要保持木块匀速直线运动,滑动摩擦力才等于拉力.
因为滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度,进行什么运动都没有关系,所以改进后的实验不必要求木块进行匀速直线运动,并且弹簧测力计示数是静止的容易读数.
解答:解:(1)弹簧测力计拉动木块弹簧测力计示数显示拉力大小,木块在水平方向上进行匀速直线运动,水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等.
(2)探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”,要控制接触面粗糙程度不变,改变压力大小,通过在木块上面放一个物体来增大压力大小.
(3)滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,探究“滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关”,保证压力大小和接触面粗糙程度都不变,可以使长方体木块平放、侧放、竖放在水平长木板上来改变受力面积大小,用弹簧测力计匀速直线拉动.
(4)因为滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟物体的运动速度,进行什么运动都没有关系,所以改进后的实验不必要求木块进行匀速直线运动,并且弹簧测力计示数是静止的容易读数.
故答案为:(1)等于;(2)在木块上放一物体;(3)a、c、e;(4)不必要求木块匀速直线运动,并且弹簧测力计示数稳定,便于读值.
点评:滑动摩擦力实验的改进,学生不容易理解,理解的关键在于滑动摩擦力大小跟压力大小、接触面粗糙程度有关,跟运动速度,跟匀速还是变速无关.
练习册系列答案
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某物理活动小组在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中,进行了如下的探究实验.
(1)小明同学在水平木板上,用弹簧测力计水平向左拉动木块,使其作匀速直线运动,弹簧测力计示数如图所示.他根据
二力平衡
二力平衡
知识可知,木块所受的滑动摩擦力为
2.8
2.8
N.
(2)小华将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.她由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小.你认为她的探究过程中存在的问题是
没有控制压力相等
没有控制压力相等
.
(3)如果小强同学重复做小明的那次实验时,是拉动物体加速运动的,此时物块受到水平木板对它的摩擦力将如何变化?
不变
不变
(填“变大”、“变小”或“不变”),理由是什么?
压力和接触面的粗糙程度没有改变
压力和接触面的粗糙程度没有改变
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(4)实验结束后,该小组的同学们在交流时,小红同学提出,摩擦力的大小是与压力的大小有关还是与重力的大小有关,同组的同学们进行讨论,最后在没有添加任何器材的情况下,设计了一个方案解决了这个问题.如果你是该小组的一名成员,你认为他们设计的方案是什么?实验结论是什么?
设计方案(简要叙述):
把长木板倾斜一定的角度,然后拉动木块,读出弹簧测力计的读数
把长木板倾斜一定的角度,然后拉动木块,读出弹簧测力计的读数
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实验结论:
如果读数不变,说明与重力有关;如果读数改变,说明与重力无关而与压力有关
如果读数不变,说明与重力有关;如果读数改变,说明与重力无关而与压力有关
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