题目内容
【题目】如图所示是小红同学“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置。实验中用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、长木板、毛巾(表面比长木板更粗糙)。
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(1)如图甲所示用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做__________运动;根据_______的知识,木块受到的滑动摩擦力为_______N;
(2)小红比较甲和乙两次实验得出的结论是:_______________________________;
(3)小红在做图丙实验时,拉动木块没有及时停下来,当木块有七分之一滑出木板表面还未停止滑动时,木块受到的滑动摩擦力_________7.4N(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)小红还想探究:滑动摩擦力大小是否与物体重力有关系?他利用如图所示的装置进行探究实验:
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实验步骤如下:
a.把金属盒放在质量不计的白纸上,读出台式测力计示数;拉动白纸的过程中,读出弹簀测力计的示数。
b.将质量不计的氢气球(受竖直向上的浮力)系在金属盒上,读出台式测力计示数;拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。
c.再往金属盒注入适量的沙子,使台式测力计示数与步骤a中的示数相等,拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。
实验相关数据如下表:
实验序号 | 台式测力计示数F1/N | 金属盒总重力G/N | 弹簧测力计示数F2/N |
a | 5.0 | 5.0 | 2.0 |
b | 3.0 | 1.2 | |
c | 5.0 | 7.0 | 2.0 |
①与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量滑动摩擦力相比,拉动白纸进行实验具有容易操作的优点,具体体现在:_________________________________________;
②请你补齐上表中空格处的数据,其值为___________N;
③比较实验步骤______(选填序号a、b、c)的数据,说明摩擦力大小与重力__________(选填:“有关”或“无关”)。
【答案】匀速直线运动 二力平衡 3.4 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 等于 不需要匀速拉动、实验更容易操作 5.0 ac 无关
【解析】
(1)[1][2][3]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,由图可知弹簧测力计的示数是3.4N,木块受到的滑动摩擦力是3.4N。
(2)[4]比较甲和乙两次实验,控制压力相同,接触面的粗糙程度不同,图乙中接触面比较粗糙,弹簧测力计的示数较大,滑动摩擦力较大,可以得到压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[5]拉动木板没有及时停下来,当木块有七分之一滑出木板表面的时候,由于压力和接触面的粗糙程度不变,所以木块受到的摩擦力大小不变,仍为7.4N。
(4)①[6]与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比,拉动白纸进行实验时不需要匀速拉动、实验更容易操作和测力计示数稳定。
②[7]第二次实验中,氢气球系在金属盒上,保持了总重力不变,而改变了压力大小,来探究摩擦力与压力大小的关系。所以第2次实验,金属盒的总重力仍为5.0N。
③[8][9]探究摩擦力与重力的关系时,应保持压力不变,改变总重力,根据此要求,只有ac能满足,由表中数据可知摩擦力大小与重力无关。