船只停泊在岸边时,常常将缆绳缠绕在码头的立柱上,为什么缆绳要缠绕多圈呢?某校课外兴趣小组展开了研讨,他们猜想:绕绳的圈数越多,绳和立柱间的摩擦力越大,且摩擦力与绕绳的圈数成正比。为了验证猜想,该兴趣小组的同学设计了如下的实验进行探究:
(1)如图甲所示,将弹簧测力计挂在铁架台上,用棉线将重物挂在弹簧测力计下方,测出其重力为 ,将数据记录在表格中;
(2)如图乙所示,将铁棒固定在铁架台上,将棉线在铁棒上绕1圈,读出弹簧测力计的示数为 ,老师告诉同学们,用重力减去弹簧测力计的示数,就可以算出棉线和铁棒之间的摩擦力,随后同学们算出此时的摩擦力为 ;
(3)逐渐增加棉线绕在铁棒上的圈数重复实验,直至弹簧测力计的示数接近于0,并将有关数据记录在表格中;
(4)棉线绕3圈时,弹簧测力计示数如图丙所示,此时示数为 ,棉线与铁棒之间的摩擦是 (选填“静摩擦”或“滑动摩擦” ,该摩擦力的大小为 ;
(5)分析实验数据,在弹簧测力计的示数接近0之前,关于摩擦力与绳子缠绕圈数之间关系的探究结论是: 。
棉线绕的圈数 |
弹簧测力计的示数 |
摩擦力的大小 |
0 |
7.6 |
0 |
1 |
2.9 |
4.7 |
2 |
1.1 |
6.5 |
3 |
||
4 |
0.2 |
7.4 |
5 |
0.1 |
7.5 |
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