题目内容

【题目】小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。

a.如图1甲所示,将木块A平放在长木板B上,缓缓地匀速直线拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。

b.如图1乙所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速直线拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。

c.如图1丙所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一砝码,缓缓地匀速直线拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。

(1)该实验主要采用的探究方法是_____。

(2)由____两图可知,当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。

(3)由甲、乙两图可知,当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越____(选填“大”或“小”)。

(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图1丁所示的实验装置,该装置的优点是____(选填“需要”或“不需要”)使长木板做匀速直线运动。实验中小丽发现:当F为3 N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为____N。

(5)实验拓展:如图2甲所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F-t和v-t图像如图2乙所示。则物体C在第4 s时受到的摩擦力大小为____N。

【答案】控制变量法 甲、丙 大 不需要 1.8 4

【解析】

(1)[1]从三个步骤可以看到,同一个木块A对长木板B的正压力相同,只是接触面的粗糙程度不同,一个是木板表面,另一个是毛巾表面;另一个情况是接触面的粗糙程度相同,但是正压力不同,一个是木块A的正压力,另一个是木块A和砝码的正压力;控制其中一个物理量是相同的,探究另外两个物理量的关系,这用到的探究方法是控制变量法;

(2)[2]由甲、丙两图可知,接触面粗糙程度相同,同一个木块A和木板表面,丙图加上砝码后,对木板的压力变大,而弹簧测力计的拉力也变大,根据二力平衡可知,滑动摩擦力也变大;

(3)[3]由甲、乙两图可知,当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙,即加上毛巾后,弹簧测力计的示数越大,根据二力平衡可知,滑动摩擦力也变大;

(4)[4]从图丁可以看到,不管木板是做匀速运动或者非匀速运动,木块与木板之间的摩擦力大小是不变的,根据二力平衡可知,弹簧测力计的示数也是不变的,所以该装置的优点是不需要使长木板做匀速直线运动;

[5]由于木块A相对地面静止,由二力平衡可知,木块A受到的摩擦力等于弹簧测力计的拉力1.2N,根据力的作用是相互的,木块A对木板B的摩擦力也是1.2N,长木板B做匀速直线运动,它受到的力分别是拉力F,木块A对木板B的摩擦力,长木板B受到地面的摩擦力,根据力的平衡可知

(5)[6]从图2乙中可以看到,6到9s时,速度保持在1m/s不变,这时它在做匀速直线运动,根据二力平衡可知

即6到9s时,木块A受到的摩擦力大小是4N,由于木块A对木板B的压力不变,接触面的粗糙程度也不变,那么在第4 s时受到的摩擦力大小也为4N。

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