题目内容

20.在实验课上,某小组同学用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,三次实验过程如图所示. 
(1)实验要求用弹簧测力计拉着木块沿水平方向匀速直线运动,根据二力平衡原理,可知此时摩擦力与拉力二力大小相等,否则弹簧测力计的示数不等于摩擦力.
(2)在甲图所示实验中,弹簧测力的示数为2.4N.
(3)比较甲、乙两次实验,可以得出结论,当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大.
(4)比较甲、丙两次实验,可以得出结论,当压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
(5)任何一种实验设计都不可能十分完美,结合你在实验中的体会,写出本实验存在的不足(写二条)①实验中很难控制匀速直线运动,测力计读数不准确;
②实验只做一次就得出结论,得到的结论缺乏普遍性.
(6)针对实验存在的不足,你建议他们如何改进实验?(画图或文字说明均可)①把木块和测力计固定住,拉动下方的木板,读弹簧测力计示数;②多做几次实验再得结论.

分析 (1)木块只有在做匀速直线运动时,受到弹簧测力计的拉力才等于受到的摩擦力;
(2)弹簧测力计的读数时,首先要明确的分度值;
(3)找出接触面粗糙程度相同,而压力不同的两组实验,根据弹簧测力计的情况得出结论;
(4)由结论压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.用来探究这结论的应该压力大小相同的两个图;
比较甲、乙两次实验中不变的量和改变的量,从而得出结论;
(5)在测量摩擦力大小时,需匀速直线拉动木块,而此操作很难控制;只做一次实验结论不具有有普遍性;
(6)为保持测力计示数稳定,可将其固定,拉动下面的木板,此时木块处于静止状态,拉力与摩擦力仍平衡.

解答 解:(1)实验时为了测出滑动摩擦力大小,应使弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡,可知此时滑动摩擦力与拉力大小相等;
(2)由甲图知,测力计的分度值为0.2N,其示数为2.4N;
(3)由结论的接触面较粗糙一定,甲、乙两图接触面较粗糙相同,乙压力大,摩擦力较大,可得结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大;
(4)由结论压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.甲和丙图的压力相同,接触面的粗糙程度不同,棉布粗糙,摩擦力大.所以应比较甲和丙两次实验;
(5)①在此实验中,很难控制拉动木块做匀速直线运动,测力计的示数不稳定,读数较困难;
②由题实验只做一次就得出结论,得到的结论缺乏普遍性;
(6)①为防止测力计的示数不稳定,可将测力计和木块固定,用力抽动木板,此时,木块和测力计始终处于静止状态,则测力计的示数会很稳定了,如图所示:

②为使实验结论具有普遍性,可以多做几次实验再得结论.
故答案为:(1)匀速;二力平衡;(2)2.4;(3)压力越大;(4)甲、丙;(5)①实验中很难控制匀速直线运动,测力计读数不准确;②实验只做一次就得出结论,得到的结论缺乏普遍性;(6)①把木块和测力计固定住,拉动下方的木板,读弹簧测力计示数,见上图;②多做几次实验再得结论.

点评 此题是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验,考查了控制变量法在实验中的应用,在探究一个量与多个量的关系时,要用控制变量法,同时考查了对实验的分析及改进.

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