题目内容

在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验中,一些同学做出了以下猜想

猜想A:滑动摩擦力可能与接触面的粗糙程度有关;
猜想B:滑动摩擦力可能与接触面间压力大小有关;
猜想C:滑动摩擦力可能与物体间接触面积的大小有关.
为了检验上述猜想是否正确,某同学选了一块底面与各个侧面粗糙程度均相同的长方体木块,并设计了以下实验方案.
步骤一:把长方体木块平放在水平的长木板上,用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速运动(如图甲),记下此时弹簧测力计的读数.
步骤二:在长方体木块上放上砝码,用弹簧测力计水平拉木块,使砝码和本块一起沿直线匀速运动(如图乙),比较步骤二与步骤一中弹簧测力计示数的大小.
步骤三:在水平长木板上铺上一棉布,把长方形木块平放在棉布上(不知砝码),用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速运动(如图丙),比较步骤一与步骤三中弹簧测力计示数的大小.
回答下面的问题
(1)实验中为了测量滑动摩擦力的大小,应用弹簧测力计沿水平方向______拉动木块.某同学的实验数据如下
编号  接触面  压力/N滑动摩擦力/N
甲木块与木板    3.0    0.6
乙木块与木板    3.5    0.7
丙木块与棉布    3.O    0.8
(2)设计步骤二并与步骤一中弹簧测力计的示数进行比较,目的是为了检验上述猜想______正确与否.
(3)在步骤一实验中如果用0.8N的水平拉力拉动木块,则木块受到的滑动摩擦力为______N.
(4)为了检验猜想C正确,可在上述实验基础上增加一个步骤,写出你所设计的这一实验步骤:______.
(5)实验过程中,若将图乙与图丙进行比较,则______(选填“能”或“不能”)得出正确结论,原因是:______.
(6)在初中学习物理的过程中,采用与本实验相同研究方法的实验还有很多,请你写出其中一个实验的名称______.
【答案】分析:(1)在此题中要掌握二力平衡条件的应用,要测量摩擦力的大小,需拉动测力计做匀速直线运动,此时拉力大小与摩擦力大小相等.
(2)根据影响摩擦力大小的两个因素,结合控制变量法,可对图甲、图乙中的变量和控制量进行分析,步骤2的主要变化是增加了压力,应从这一角度来分析.
(3)认清影响滑动摩擦力大小的因素,虽然拉力发生了变化,影响因素不变,则摩擦力不变.
(4)用控制变量法研究摩擦力大小和接触面积的关系,控制压力大小、接触面粗糙程度不变,改变接触面积.
(5)乙、丙两图压力的大小、接触面积的粗糙程度均不同,违反了控制变量法,所以不能得出正确的结论.
(6)联系物理学中所涉及的实验,判断出利用控制变量的实验即可.
解答:解:(1)要测滑动摩擦力,需拉动木块做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等.
故答案为:匀速直线.
(2)影响滑动摩擦力的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度,步骤2与步骤1相比,接触面的粗糙程度相同,增加了砝码后,压力增大,因此是探究的摩擦力大小与压力大小的关系,为了检验猜想B的正确与否.
故答案为:B.
(3)虽然拉力大小变了,但压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小也不变.
故答案为:0.6.
(4)滑动摩擦力跟压力和接触面粗糙程度有关,控制压力和接触面粗糙程度一定,让长方体木块侧放或竖放来改变接触面积的大小,测量摩擦力大小和步骤1进行比较.
故答案为:把长方体木块侧放在水平的长木板上,用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速运动,记下此时弹簧测力计的读数.
(5)乙、丙两图压力的大小、接触面的粗糙程度均不同,违反了控制变量法,所以不能得出正确的结论.
故答案为:不能;存在压力和接触面的粗糙程度不同两个变量.
(6)在初中物理中,有若干的实验都是采用了控制变量法进行的,如:探究压强大小与哪些因素有关;探究摩擦力大小与哪些因素有关;探究动能的大小与哪些因素有关;探究电流、电压、电阻的关系等.
故答案为:探究动能的大小与哪些因素有关(或探究电阻的大小与哪些因素有关).
点评:(1)滑动摩擦力在物体的接触面上,所以摩擦力的大小无法直接测量,可借助于平衡力的条件,将摩擦力的大小转化成测力计示数的大小进行测量;
(2)由猜想可知滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度、压力的大小、接触面积的大小等有关,因此在分析实验结论和设计实验步骤时应使用控制变量的方法.
练习册系列答案
相关题目
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
.
(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
;
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
.

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网