题目内容
【题目】在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。实验中第1次和第2次用相同的长木板,第3次用表面更加粗糙的长木板。
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(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面做________运动,根据二力平衡知识,可知滑动摩擦力的大小________(选填“大于”“等于”或“小于”)拉力的大小;
(2)刚开始小英做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图像如图乙所示,木块的速度随时间变化的图像如图丙所示,则木块在第7s时的摩擦力为________N,因为滑动摩擦力与物体运动的速度________(填“无关”或“有关”);
(3)如果用一块砖来探究“物体的受力面积大小是否影响滑动摩擦力大小”请你帮小英同学设计记录数据的表格。
(_______)
【答案】匀速直线 等于 3 无关 见解析
【解析】
(1)[1][2]只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小,实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据二力平衡知识,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
(2)[3][4]由图丙知,2~6s物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图乙可知,此过程的拉力为3N,所以滑动摩擦力为3N;6~8s物体做减速运动,滑动摩擦力与物体运动的速度无关,压力的接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,仍为3N,故第7s时,摩擦力为3N。
(3)[5]为探究摩擦力大小是否与接触面积的大小有关,需保持压力大小和接触面粗糙程度相同,改变接触面积的大小,据此设计表格:
实验 | 压力 | 接触面的粗糙程度 | 接触面积 | 测力计示数/N | 滑动摩擦力/N |
1 | 相同 | 相同 | 平放 | ||
2 | 相同 | 相同 | 侧放 | ||
3 | 相同 | 相同 | 立放 |
【题目】随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。消耗的电能中有50%用于克服摩擦力做功。如图甲是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数,请回答下列有关问题:
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项目 | 指标参数 |
工作电压 | 15V |
净重 | 4kg |
最大集尘量 | 1kg |
功率 | 30W |
电池容量 | 2000mAh |
(1)电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA,能持续供电1小时。若充满电后所有电量用于扫地,则可供机器人持续正常工作______小时;
(2)已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为16N,查阅资料显示摩擦力与压力成正比。则达到最大集尘量时机器人受到的摩擦阻力为_______N;
(3)机器人的供电系统设有自动充电功能,当检测到电池容量低至5%时会自动返回充电,为确保机器人满载时还能顺利返回充电,需要充电时离充电座最远为多少米_____?
(4)光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件。图乙为某光敏电阻的控制电路,电源电压U0恒定,RG为光敏电阻,其阻值随空气透光程度的变化而变化,R0为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时,电压表的示数分别为6V和3V,则R0为多大______?