题目内容

为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明同学在老师的指导下做了一系列实验.以下是部分实验步骤(实验过程中保持长木板水平且固定).
第一次:把木块水平放在长木板上,用弹簧测力计水平拖拉木块,使木块做匀速直线运动(如图1),读出弹簧测力计的示数,并记入表中:

第二次:把木块侧放在长木板上,用同样的方法拉木块(如图2),记下相应的示数;
第三次:把两块相同的木块叠放在一起平放在长木板上,再用同样的方法拉木块(如图3),记下相应的示数.
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 4 4
3 40 8
(1)若已知每个木块的质量为2kg,请你帮助小明填全表格内的数据;
(2)比较第
1和2
1和2
两次实验数据,可以发现滑动摩擦力的大小与接触面积无关;
(3)比较第1、3两次实验数据,可以初步得出的结论是:接触面的粗糙程度一定时,
压力越大
压力越大
,滑动摩擦力越大.
分析:(1)沿水平方向拉动木块,让木块做匀速直线运动,木块处于平衡状态,由平衡条件可知,滑动摩擦力等于拉力.
(2)探究滑动摩擦力与接触面面积的关系,应控制物体间的压力与接触面的粗糙程度不变,而接触面的面积不同,根据图示情景找出符合要求的实验.
(3)根应用控制变量法,据1、3次实验的实验条件及实验数据进行分析,然后得出结论.
解答:解:(1)实验时,用弹簧测力计水平拖拉木块,使木块做匀速直线运动;木块做匀速直线运动,处于平衡状态,滑动摩擦力等于拉力,则摩擦力f3=F3=8.0N,实验数据如下表所示.
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 4.0 4
2 20 4.0 4
3 40 8.0            8
(2)由图示可知,1、2两次实验中,物体间的压力与接触面的粗糙程度相同,接触面的面积不同,由表中实验数据可知,两种情况下,木块受到的滑动摩擦力相等,由此可知:滑动摩擦力的大小与接触面积无关.
(3)由表中实验数据可知,1、3两次实验,物体间接触面的粗糙程度相同,物体间的压力不同,压力越大,滑动摩擦力越大,由此可知:
在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大.
故答案为:(1)8;(2)1和2;(3)压力越大
点评:本题考查了实验注意事项、实验数据分析,实验应用了控制变量法,熟练应用控制变量法是正确解题的关键.
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