题目内容
为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明同学做了一下实验:长木板水平固定在桌上.用弹簧测力计测得每块木块受到的重力均为20N.(1)第一次:如图甲,木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平 拉动木块的过程,读出弹簧测力计的示数为F,根据 ,则摩擦力的大小f= ;
第二次:把木块侧放后,用同样的方式拉木块(如图乙),在表格中记录实验数据;
第三次:把两块相同木块叠在一起平放在长木板上,再用同样方法拉木块(如图丙),记录实验数据.
| 实验次数 | 木块对木板的压力/N | 弹簧测力计的示数/N | 滑动摩擦力/N |
| 1 | 20 | 4 | 4 |
| 2 | 20 | ||
| 3 | 40 | 8 | 8 |
(3)若把长木板换成海绵状泡沫塑料,让木块以同样的方式放置于海绵状泡沫塑料上,去掉弹簧测力计,可以探究压力的作用效果与那些因素有关的实验.改变后甲乙中选用相同木块的目的是控制 不变,比较甲丙中海绵状泡沫塑料的凹陷程度,可得到的结论: .
【答案】分析:掌握控制变量法在实验中的应用.若一个量与多个量有关,要探究这个量和其中一个量之间的关系,需使其它物理量相同,只改变需探究的量.
(1)为使拉力和摩擦力的大小相等,需拉动木块做匀速直线运动,根据二力平衡条件,拉力等于摩擦力.
(2)要判断滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,需使接触面积不同,其它量相同,然后比较摩擦力的大小关系.
(3)压力作用效果与压力大小和受力面积大小有关.在探究压力作用效果和其中一个量之间的关系时,注意控制住另一个量不变.
解答:解:(1)在此实验中,要用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,此时拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,其大小相等.
(2)由图乙知,此时测力计的示数为4N,根据二力平衡知识,滑动摩擦力也为4N.
1、2两次实验数据,压力的大小相同、接触面的粗糙程度相同,接触面积不同,但滑动摩擦力大小相同,可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关.
(3)探究压力的作用效果与那些因素有关,甲乙同一木块的质量相同,所以目的是控制压力不变.
甲丙相比,受力面积相同,丙的压力大于甲的压力,丙中海绵状泡沫塑料的凹陷程度大于甲海绵状泡沫塑料的凹陷程度,所以可得受力面积相同,压力越大,压力的作用效果越明显.
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡条件;F;(2)1、2;
(3)压力;受力面积相同,压力越大,压力的作用效果越明显.
点评:此题通过探究滑动摩擦力的影响因素和压力作用效果的影响因素,考查了学生对控制变量法的理解和掌握,同时考查了二力平衡条件的应用和弹簧测力计的读数.
(1)为使拉力和摩擦力的大小相等,需拉动木块做匀速直线运动,根据二力平衡条件,拉力等于摩擦力.
(2)要判断滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,需使接触面积不同,其它量相同,然后比较摩擦力的大小关系.
(3)压力作用效果与压力大小和受力面积大小有关.在探究压力作用效果和其中一个量之间的关系时,注意控制住另一个量不变.
解答:解:(1)在此实验中,要用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,此时拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,其大小相等.
(2)由图乙知,此时测力计的示数为4N,根据二力平衡知识,滑动摩擦力也为4N.
1、2两次实验数据,压力的大小相同、接触面的粗糙程度相同,接触面积不同,但滑动摩擦力大小相同,可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关.
(3)探究压力的作用效果与那些因素有关,甲乙同一木块的质量相同,所以目的是控制压力不变.
甲丙相比,受力面积相同,丙的压力大于甲的压力,丙中海绵状泡沫塑料的凹陷程度大于甲海绵状泡沫塑料的凹陷程度,所以可得受力面积相同,压力越大,压力的作用效果越明显.
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡条件;F;(2)1、2;
| 实验次数 | 木块对木板的压力/N | 弹簧测力计的示数/N | 滑动摩擦力/N |
| 1 | 20 | 4 | 4 |
| 2 | 20 | 4 | 4 |
| 3 | 40 | 8 | 8 |
点评:此题通过探究滑动摩擦力的影响因素和压力作用效果的影响因素,考查了学生对控制变量法的理解和掌握,同时考查了二力平衡条件的应用和弹簧测力计的读数.
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