题目内容

6．在探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验中，选用的器材有：正方体木块、读数准确的弹簧测力计、粗糙程度均匀的长木板、棉布、毛巾等．
（1）在采用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力时，发现很难保持弹簧测力计示数的稳定，很难读数．请分析其原因．答：很难保持木块做匀速直线运动．
（2）为解决上述问题，某同学对实验装置进行了改进，如图乙所示．请说明利用该装置是如何测出木块与长木板之间的摩擦力的．
答：当拉动长木板时，木块相对地面处于静止状态，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小．
（3）将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半．由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小．你认为他得出这一结论正确吗？为什么？
答：不正确，因为没有考虑压力也减小一半．
（4）用如图乙所示的实验装置进行实验时，为什么能解决上述问题？
答：因为无论长木板是否做匀速直线运动，木块都处于静止，都容易（选填“容易”或“不容易”）读数．

分析 （1）此实验的思路是利用二力平衡的条件，通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小，因此是否能保持正方体木块匀速直线运动或静止状态是实验是否合理的关键．
（2）探究摩擦力与接触面积的关系时，应控制接触面粗糙程度和压力大小相同而物体间的接触面积不同．

解答 解：（1）由于在拖动正方体木块时，很难让木块保持匀速直线运动状态，才导致了弹簧测力计的示数不稳定；
（2）当拉动长木板运动的过程中，正方体木块保持静止状态，根据二力平衡的条件知：此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小；
（3）在探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系，他们应控制面的粗糙程度和压力大小不变，改变接触面积大小；实验中将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半．由此得出：滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小是错误的，因为接触面积减小一半的同时压力也减小一半，存在两个变量
（4）用图乙进行实验时，无论长木板是否做匀速直线运动，木块都处于静止状态，受拉力与摩擦力平衡，拉力等于摩擦力，并且容易读数．
故答案为：（1）匀速直线运动；（2）静止；摩擦力；（3）不正确，没有考虑压力也减小一半；（4）匀速直线运动；静止；容易．

点评 此题是探究影响摩擦力的大小与什么因素有关的实验，考查了对实验的评析及二力平衡条件在实验中的应用，把握住是否能保持正方体木块匀速直线运动或静止状态，另外此实验还考查了控制变量法的应用．

练习册系列答案
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17．有一汽车的质量是3t，在平直公路上做匀速直线运动，已知牵引力为2000N，求：
（1）求车所受的重力；
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A．14NB．8NC．6ND．2N
1．小明在探究“浮力大小和哪些因素有关”的实验时，把重为5N的金属块挂在弹簧测力计上，将它分别浸入水和酒精中的不同位置，弹簧测力计的示数如图1所示．

（1）金属块浸没在水中所受到浮力的大小为1N；浸没在酒精中所受到浮力的大小为0.8N；
（2）做甲、乙两次实验，说明浮力大小与物体排开液体的体积有关；
（3）做丙、丁两次实验，说明浮力大小与液体密度有关；
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15．如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R1的阻值为20Ω．当断开开关S1和S2，闭合开关S3时，电流表的示数为0.5A；当断开开关S1，闭合开关S2、S3时，电流表的示数为0.9A；求：
（1）电阻R2的阻值；
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16．小明和小霞想测量一瓶食用油的密度（装油1.5L，总质量约1.4kg，如图甲），实验器材有一个小型电子天平（直接显示放在其上的物体质量，如图丙）、水平工作台、足量的水、大水槽、细线、记号笔、一块密度比水大的橡皮擦、干毛巾、一只烧杯和一个量筒，请回答：

（1）食用油装在有盖子的薄塑料瓶内，小明想先判断一下其中食用油的密度范围，于是将整个油瓶放入有水的水槽中，稳定后的状态如图乙所示，若瓶子自身重力可忽略不计，则初步可知食用油的密度小于水的密度（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）从丙图观察电子天平铭牌可知，其最大可测的质量为1000g；小明想直接用电子天平测这瓶食用油的总质量，但被小霞阻止了，原因是食用油的质量大于电子天平的最大测量值．
（3）小霞测食用油密度的方法为：
①先把空烧杯放在电子天平上，记下此时电子天平示数为m1；
②将烧杯中装入适量食用油再放在电子天平上，记下此时电子天平示数为m2；
③将烧杯中的食用油部分倒入量筒中，读出此时量筒中的食用油的体积V；
④用电子天平测出烧杯和剩余油的质量为m3；
该方法中有一步是多余的，为①（填步骤序号）；
则食用油密度表达式为ρ油=$\frac{{m}_{2}-{m}_{3}}{V}$．
（4）小明在测量过程中量筒不幸损坏，为继续实验，他又用以下两种方法来测量食用油密度：
方法一：
①在水平放置的电子天平上测出空烧杯质量为102.0g；
②将烧杯装入适量食用油，用记号笔在烧杯外壁做好液面标记，再放在电子天平上记下此时电子天平示数为148.6g：
③往装食用油的烧杯中沿杯壁缓慢加水，直至油层下的水面刚好到达之前的标记处，此时电子天平示数为198.6g；  （注：水与油不相溶）
则食用油密度为ρ油=0.932g/cm3．
方法二：
①将烧杯装入适量水并放在电子天平上，记下此时电子天平示数为150.0g；
②将橡皮擦用细线绑好并浸没入水中（未接触烧杯），记下此时电子天平示数为160.0g；
（a）则橡皮擦体积为V=10cm3．
③将橡皮擦从水中取出，同时把烧杯中的水倒掉，然后用干毛巾擦干橡皮擦和烧杯；
④将烧杯装入适量食用油并重新放在电子天平上，记下此时电子天平示数为170.0g；
⑤用细线将橡皮擦浸没入食用油中（未接触烧杯），记下此时电子天平示数为179.2g
（b）则食用油密度为ρ油=0.92g/cm3
（c）橡皮擦由橡胶制成，水分和油类都有可能被吸入，假设橡皮擦在实验过程中不吸水，但会吸少量的油（体积不膨胀），则由方法二测得的食用油密度将比真实值偏小（选填“大”或“小”）．

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