初中物理摩擦力大小的影响因素实验题

在初中物理实验中，常常用长方体木块作为实验器材来研究一些问题，现在请你以长方体木块作为实验器材之一，可以适当添加其他辅助器材，设计三个实验来研究或说明相关的物理问题。(力、热、声、光、电均可)

	添加主要器材	主要实验过程	研究或说明的物理问题
示例	细绳、小车	将木块竖放在小车上，用细绳突然 拉动小车向前运动，木块向前倒下。	木块具有惯性
设计一
设计二
设计三

小东同学用弹簧测力计测量水平运动的物体所受的滑动摩擦力。

（1）测量前观察弹簧测力计，发现指针指在图1所示的位置，他应先　　后再测量；此弹簧测力计的分度值是　　 $N$。

（2）如图2所示，测量时长木板应　　放置，用弹簧测力计平行于长木板拉着木板做　　运动，根据　　知识，弹簧测力计的示数就等于木块受到的滑动摩擦力的大小。

（3）小东在实验中还发现，用此装置按照（2）中的方式快拉或慢拉木块，弹簧测力计的示数都相同，说明滑动摩擦力的大小与　　无关。测量时，如果不小心使弹簧测力计向右上方倾斜，则木块受到的滑动摩擦力会　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$

如图所示，钢球从高 $h$处的斜槽上由静止滚下，在水平面上运动，运动的钢球 $A$碰上木块 $B$后，能将 $B$撞出一段距离 $S$．再让同一钢球从高 $1.5h$处由静止滚下，重复第一次实验。实验表明：质量相同时，钢球的速度越　　，木块 $B$被撞得越远。在两次实验中木块移动时受到的摩擦力分别为 $f_h$、 $f_{1.5h}$，则 $f_h$　　 $f_{1.5h}$（选填“ $>$”、“ $=$”或“ $<$” $)$。

请阅读下列材料，回答相关问题。

2020年4月24日，中国国家航天局宣布，中国行星探索计划以屈原的长诗“天问”命名，表达了中华民族对于真理追求的坚韧与执着。我国首次火星飞行任务命名为“天问1号”，将开启中国人探索“星辰大海”的伟大征程！

火星在我国古代被称之为“荧惑星”，是太阳系八大行星之一，直径约为地球的 $53\%$，质量约为地球的 $11\%$，火星表面 $g$约为 $3.7N/\mathit{kg}$，火星地表沙丘、砾石遍布，非常干燥，南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。火星表面的大气密度大约只有地球的 $1\%$．火星表面平均温度约为 $-{55}^{°}\text{C}$，从冬天的 $-{133}^{°}\text{C}$到夏日白天的将近 ${27}^{°}\text{C}$，温差很大。火星表面的平均大气压强约为 $700\mathit{Pa}$，比地球上的 $1\%$还小。

（1）发射到火星的探测器，进入火星大气层后，若用降落伞减速，为保证减速效果，如果让你选择着陆点，应选择在地势　     　（选填“较高”或“较低”）的地方。火星探测器与地球之间是利用　        　来传递信息的。

（2）假如同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比地球上　        　（选填“长”或“短”），原因是　        　。

（3）有人设想通过加热火星两极的冰盖获得液态水，从而减小地表温差这是利用了水的什么性质：　         　。

（4）在火星上水的沸点会比地球上液态水的沸点　         　（选填“高”或“低”）。

在测量滑动摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。弹簧测力计的示如图所示，根据　　的知识，可知木块受到的滑动摩擦力是　　 $N$；如果在木块上再放一个砝码，则木块在木板上运动时受到的滑动摩擦力将　　。

综合问答 $--$运动场上的物理：

小雨在运动场上经历的几个场景如下，请你从中挑选一个，用所学的物理知识进行解释：

①同学们在不同位置都能看清主席台上的标语；

②为了防止打滑，小雨穿了一双鞋底花纹更明显的运动鞋；

③小雨买了一盒冰镇饮料，用吸管的尖端刺破封口，喝完饮料后他感到很凉快。

解释场景　　 $:$

　　，所以会有这个现象。

某班级同学为了帮助体委解决参加学校拔河比赛的组队问题，做了如图1所示的“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验：

①分析总结：实验现象表明在拔河比赛中可以通过　 　接触面的粗糙程度和   　来增大人与地面的摩擦力，使班级赢得比赛。

②科学决策：组队时在班级选体重　     　的同学参加比赛，同时在比赛时穿图2中的　       　（填“甲”、“乙”或“丙”）种鞋。

在探究"滑动摩擦力的大小与哪些因素有关"的实验中，小明提出了以下猜想：

A．

可能与接触面的粗糙程度有关

B．

可能与被接触面之间的压力有关

为了验证猜想，小明用如图所示器材和步骤进行了实验探究。

（1）本实验依据二力平衡条件得出滑动摩擦力的大小 　 　（选填"大于"、"等于"或"小于"）弹簧测力计的示数；

（2）通过实验，小明收集得下表所示的实验信息

实验序号	实验条件			弹簧测力计的示数F/N
	压力情况	接触面情况
1	一个木块		光滑木板	1.0
2	一个木块		粗糙木板
3	一个木块		桌面	1.8
4	一个木块加一个重物		桌面	4.7

表格中第2次实验弹簧测力计的示数如图所示，为 　 　N。

（3）要验证猜想B，应解析第 　 　（选填实验序号）次和第4次实验；

（4）由上表可得出实验结论：接触面越 　 　，压力越 　 　，滑动摩擦力越大。

学校物理兴趣小组做探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验，实验装置如图：

（1）小于同学用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上匀速向右运动，如图甲。弹簧测力计的示数是0.6N，则木块A与水平桌面之间的滑动摩擦力是　　N。

（2）小芳同学把两个完全相同的木块A和B叠放在一起，再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动，如图乙。比较图乙与图甲，可以得出滑动摩擦力的大小与　　有关。

（3）实验过程中，小金同学突发奇想，将两个完全相同的木块A和B固定在一起，再用弹簧测力计拉着它们在水平桌面上匀速向右运动，如图丙。比较图丙和图乙，发现它们的弹簧测力计示数相等，说明滑动摩擦力的大小与受力面积的大小无关。则图丙的弹簧测力计示数是　　N。

在如图所示的实验探究中

（1）如甲图所示，水平木桌上，叠放的两块条形磁铁在水平推力 $F_1$ 的作用下，做匀速直线运动；取走一块后，如乙图所示，磁铁在水平推力 $F_2$ 的作用下仍作匀速直线运动，则 $F_1$ 　   $F_2$

（2）若甲、乙图中物体运动的速度大小分别为 $v_1$ 、 $v_2$ 大小说法正确的是 　　。

$A$ ． $v_1>v_2$    $B$ ． $v_1=v_2$    $C$ ． $v_1<v_2$    $D$ ．以上三种情况均有可能

（3）如图丙所示，磁铁静止在水平木桌上，若闭合开关 $S$ ，则电磁铁的 $A$ 端是 　　极，磁铁将 　　或向 　　（填"左"或"右" $)$ 运动。

同学们利用如图甲所示的实验装置，测量物体所受的滑动摩擦力。

（1）实验中，应在水平方向拉着木块做 　　直线运动；根据 　　得出滑动摩擦力大小等于拉力大小，即等于弹簧测力计示数。

（2）"创新"小组在同一木板上，测量了不同压力下滑动摩擦力的大小，并根据测量数据作出了如图乙所示的图象，分析图象可以得出的结论是 　　。

次数	1	2	3	4	5	6
$F_{压}/N$	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0
$f/N$	0.8	1.3	1.6	1.9	2.4	2.8

（3）"牛顿"小组在桌面上也做了同样的实验，记录实验数据如上表，请你根据表格中的数据，在图乙中描点作出图象。对比分析两组图象你的新发现是 　　。

在测量滑动摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉动木块沿长木板做 　　运动，弹簧测力计的示数如图所示，则木块与长木板之间的滑动摩擦力是 　　 $N$ ；此时，砝码与木块之间的摩擦力是 　　 $N$ ．如果将长木板表面铺上毛巾，重复上述操作，弹簧测力计的示数与原来相比将 　　。

在研究摩擦力的实验中，将木块置于水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块（如图甲所示），木块的运动状态和弹簧测力计的示数如下表所示(每次木块与桌面的接触面相同，对桌面的压力相同)。由表可知，木块受到的滑动摩擦力的大小为     N；在第一次试验中，木块受到的摩擦力的大小为    N；在这五次试验中，木块受到的摩擦力大小应该有      次是相同的。在木块上加放物块B重做刚才的试验（如图乙所示），是为了探究滑动摩擦力的大小与     的关系，某次正确操作后发现弹簧测力计的示数是1.5N，此时物块B所受摩擦力大小为     N。

试验次数	木块运动状态	弹簧测力计示数F/N
1	静止	0.5
2	静止	0.6
3	加速	0.8
4	匀速	0.7
5	减速	0

在探究“阻力对物体运动的影响”时，让同一小车从同一斜面的顶端下滑到底端，使小车以相同的速度分别在棉布表面和木板表面上运动，小车滑行的距离如图所示：
（1）当小车从斜面顶端下滑到底端过程中，小车的重力势能转化为动能和       能．
（2）当小车在水平木板表面上运动时，受到的一对平衡力是________．（填选项前的字母）
A.小车受到向前的惯性力和木板对小车的阻力
B.小车受到的重力和小车对木板的压力
C.小车受到的重力和木板对小车的支持力
（3）实验中可以看出，去掉木板上的棉布后，运动的小车所受的摩擦力减小，向前滑行的距离变大。小车所受摩擦力减小的原因是                      
（4）在大量类似实验基础上，牛顿等科学家经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律．它是人们公认的物理学基本定律之一，在实际生活中有着广泛的应用．一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上，自由落下了一颗炸弹．下列给出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形，如图所示．请你认真分析后作出正确的选择①不计空气对炸弹的阻力，炸弹与飞机的位置关系为________图．②实际上，由于空气阻力的存在，炸弹与飞机的位置关系为________图．