题目内容
16.为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验:(1)实验过程中,弹簧测力计必须拉着物块沿水平方向做匀速直线运动,这么做是为了保证能用弹簧测力计示数表示滑动摩擦力的大小,这样的处理所用到的物理方法是转换法;
(2)比较实验甲和乙,是为了探究滑动摩擦力大小是否与压力大小有关;为了探究滑动摩擦力大小是否与接触面粗糙程度有关,应比较实验乙和丙;小明比较实验甲和丁,发现两次实验中弹簧测力计的示数大小不同,便由此得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关你认为他的结论是错误(正确/错误)的;
(3)在甲、乙、丙、丁四次实验中,滑动摩擦力大小从大到小依次为:f丙>f乙>f甲>f丁(将“f甲、f乙、f丙、f丁”用“>”排序);
(4)小红对实验装置进行了优化,如图戊所示,这样的改动的优越性主要体现在两个方面:一是弹簧测力计固定不动,便于读数;二是无需使木板做匀速直线运动,便于操作.
分析 (1)根据二力平衡的条件分析;将滑动摩擦力转化为与之大小相等的拉力大小,采用了转换法;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论.
(3)由图中测力计示数,根据二力平衡的条件,比较摩擦力大小;
(4)根据图示实验装置分析答题.
解答 解:(1)只有沿水平方向用弹簧测力计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(测力计示数)才等于摩擦力的大小.故需用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动;本实验中采用了转换法;
(2)比较实验甲和乙,接触面粗糙程度相同,而压力大小不同,是为了探究滑动摩擦力大小是否与压力大小有关;为了探究滑动摩擦力大小是否与接触面粗糙程度有关,应控制压力大小,只改变接触面的粗糙程度,应比较实验乙和丙;
在研究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关时,要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同,而原实验中,将物体切去一半,压力变小了,故他的结论是 错误的;
(3)在甲、乙、丙、丁四次实验中,由测力计示数可知,丙图中示数大于乙图中示数大于甲图中示数大于丁图中示数,因滑动摩擦力等于测力计示数,故滑动摩擦力大小从大到小依次为:f丙>f乙>f甲>f丁;
(4)由图戊所示实验可知,拉动木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时无需使木板做匀速直线运动,便于操作.
故答案为:(1)滑动摩擦力;转换法;(2)压力大小;乙和丙;错误;(3)f丙>f乙>f甲>f丁
(4)使木板做匀速直线运动.
点评 本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法和转换法的运用和对实验方案的评估,体现了对过程和方法的考查.
练习册系列答案
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| A. | 密度变小了 | B. | 重力变小了 | C. | 质量变小了 | D. | 体积变小了 |
2.
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20.
“追梦”学习小组的同学利用如图所示的装置,研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,实验中的部分数据记录如表.
(1)拉动木块前,应将测力计水平放置(选填“竖直悬挂”或“水平放置”)并将指针调到零刻度线.
(2)实验时,用调好额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,测出木块与长木板之间的滑动摩擦力.
(3)第三次实验中弹簧测力计的示数如图所示为1.2N.
(4)分析序号①②两组数据可得出结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大.
(5)分析序号①④两组数据可得出滑动摩擦力的大小与接触面积无关.
(6)实验结束后,同组的小梦说用第(2)小题中的操作方法测得数据不够准确,你认为他的说法是有道理(选填“有道理”或“无道理”)的,结合你实验时的现象说出支持你的判断的理由是实验中很难保证木块做匀速直线运动,测力计在运动中不易读数.
| 序号 | 木块放置 | 表面情况 | 放置砝码个数 | 测力计示数F/N |
| ① | 平放 | 木板 | 0 | 0.8 |
| ② | 平放 | 木板 | 1 | 1.8 |
| ③ | 平放 | 毛巾 | 0 | |
| ④ | 侧放 | 木板 | 0 | 0.8 |
(2)实验时,用调好额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,测出木块与长木板之间的滑动摩擦力.
(3)第三次实验中弹簧测力计的示数如图所示为1.2N.
(4)分析序号①②两组数据可得出结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大.
(5)分析序号①④两组数据可得出滑动摩擦力的大小与接触面积无关.
(6)实验结束后,同组的小梦说用第(2)小题中的操作方法测得数据不够准确,你认为他的说法是有道理(选填“有道理”或“无道理”)的,结合你实验时的现象说出支持你的判断的理由是实验中很难保证木块做匀速直线运动,测力计在运动中不易读数.