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.

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