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 (选填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时,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)在四次实验中,滑动摩擦力最小的是 (选填“甲”、“乙” 、“丙”或“丁”)。
(3)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关;比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关。(以上两空选填“压力”或“接触面粗超程度”)
(4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出结论: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 _______(选填“正确”或“错误”)的。
(5)小明对实验装置进行改动,如图所示,重复实验,发现效果更好。实验中,小明 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板,以中线MN为界,对比观察左右两部分,发现粗糙程度可能不一样,哪一侧更粗糙?同学们进行了研究。
(1)①小华将滑块放木板上,通过细线和固定的测力计相连,如图甲。水平向右拉动木板,待示数稳定时,记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右,若F左>F右,则木板的 侧更粗糙,实验时 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板。
②小华左右手戴上同样的手套,木板水平对称地放在左右手上,现左手向左、右手向右,使两手距离快速增大,若木板向左运动,则木板 侧更粗糙。
(2)小明用图乙实验装置,进行如下操作:
A.将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点,另一端分别与同一滑块接触。
B.移动滑块使弹簧压缩相同的长度,由静止释放滑块,使滑块越过MN但不滑离木板。
C.分别测出滑块越过MN后滑行的距离x1和x2。
小明想根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度,小华提出疑义。
①为能根据x1和x2的大小关系作出正确判断,请指出小明实验中存在的问题是 。
②简述改进方法: 。
(3)小红使滑块分别从左右两侧滑上木板,测出滑块运动的速度,作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图线如图丙,则图线 (选填“a”或“b”)所对应的接触面更粗糙,判断的依据是 。
在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,做了如下图所示的实验。为了测定滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其在水平桌面上做_________运动,根据滑动摩擦力与拉力是一对_________(选填“平衡力”或“相互作用力”),可知滑动摩擦力的大小与拉力的大小相等。为了探究滑动摩擦力的大小与压力的关系,应比较_________两图;为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,应比较_________两图。
在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)小明按如图所示方式,用弹簧测力计拉木块在水平木板上做匀速直线运动,这时弹簧测力计拉力与木块受到的摩擦力 _(填“一定”、“可能”或“一定不”)是平衡力,理由 _____;
(2)小明纠正了操作,得出正确的实验数据如下:
(3)分析 (选填序号)两次实验数据可以得出摩擦力与接触面粗糙程度有关;
(4)在第3次实验后,小明仍将木块放在砂纸上,保持压力为2N,用弹簧测力计沿正确的方向拉动木块,读出弹簧测力计的示数为1N,此时木块所受摩擦力为 N,木块的速度 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
序号 |
接触面 |
压力/N |
摩擦力/N |
1 |
木块与木板 |
2.0 |
0.4 |
2 |
木块与木板 |
2.5 |
0.5 |
3 |
木块与砂纸 |
2.0 |
0.6 |
同学们在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,做出如下猜想;猜想一;滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;猜想二;滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;猜想三;滑动摩擦力的大小与接触面积有关。为了验证上述三个猜想,同学们在水平台上做了如图所示的实验(其中甲乙接触面都为相同木板、丙接触面为毛巾),请你补全下列实验过程。
(1)实验过程中,在水平面上沿水平方向 拉动弹簧测力计;
(2)通过对比甲、乙两图,可知猜想 是正确的,其结论是 。
(3)通过比较甲、丙两图得出“接触面越粗糙,滑动摩擦力越大”的结论,这是 (正确/错误)的,因为 。
某兴趣小组探究滑动摩擦力大小与压力、重力是否有关,设计的实验装置如图所示。将质量不计的白纸放在水平放置的台式测力计上,再在白纸上放金属盒,金属盒连接固定在墙上的弹簧测力计。兴趣小组进行了3次实验,实验步骤和数据记录如表所示。请回答下列问题:
实验步骤 |
台式测力计示数F/N |
金属盒重力G/N |
弹簧测力计示数f/N |
|
① |
把金属盒放在质量不计的白纸上,在拉动白纸的过程中读出测力计的示数 |
4.8 |
4.8 |
1.9 |
② |
接着,将质量不计的氢气球系在金属盒上,在拉动白纸的过程中读出测力计的示数 |
3.2 |
4.8 |
1.2 |
③ |
接着,往金属盒注入适量的沙子,使台式测力计的示数为4.8N,在拉动白纸的过程中读出测力计的示数 |
4.8 |
6.4 |
1.9 |
(1)下列情况中,能最方便的通过对弹簧测力计读数测出滑动摩擦力大小的是 。
A.白纸、金属盒都必须匀速运动
B.白纸必须匀速运动,要等金属盒停止运动
C.白纸、金属盒都必须停止运动
D.白纸运动可以不匀速,要等金属盒停止运动
(2)要判断重力的大小是否直接决定摩擦力的大小,应对比步骤 。
(3)通过本次实验探究,可得出的结论: 。
如图是小宇“探究摩擦力与什么因素有关”实验操作过程,表面比表面粗糙.实验时,小宇用弹簧测力计拉动物体在水平放置长木板上做匀速直线运动.
(1)本实验实验原理是 ;
(2)比较甲、乙两图,可得到结论是 ;
(3)乙、丙两图中叠放在一起目的是使 相同,比较乙、丙两图可得出摩擦力与 有关.
(4)实验时,小宇先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉动物体在水平放置长木板上做匀速直线运动,则测出摩擦力 (填“大于”、“等于”或“小于”)实际摩擦力.
(5)乙图中将木块放在铁块上后,一起匀速直线运动时,下列关于木块受力说法正确是
A.只受重力 |
B.受重力、支持力向右摩擦力 |
C.受重力支持力 |
D.受重力、支持力向左摩擦力. |
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.
⑴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:___________________.
⑵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,木块处于_______状态,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数等于______的大小.
⑶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______________,木块都处于________都______选填“容易”或“不容易”)读数.
如图所示是小华物理学习小组探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验。
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动,这样做便于测量滑动摩擦力的大小。
(2)观察图甲、乙,发现弹簧测力计的示数F1<F2,由此可知:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大。(3)观察图甲、丙,发现弹簧测力计的示数F1<F3,说明:压力一定时,接触面粗糙程度 ,滑动摩擦力越大。(4)在实验后交流的过程中,小华发现有同学设计的实验装置如图所示,实验时,在托盘中放入适量的砝码,使木块做匀速直线运动。请回答下列问题:
①为了测木块滑动摩擦力,需要测量物理量是 (填编号)。
A.木板的质量ml |
B.木块的质量m2 |
C.砝码的质量m3 |
D.托盘和砝码的总质量m4 |
②木块的滑动摩擦力大小为f= (用已知和测量的物理量符号表示)。
③小华猜想:摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关。于是,他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后。用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为她的探究过程存在的问题是 。正确的做法是:小华将木块沿竖直方向切去一部分后,只要将 ,就可以进行实验并得出正确结论。
小鹭设计的“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验方案如图所示。
(1)为了测木块受到的摩擦力,小鹭用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做 运动。
(2)下列现象中应用了从图甲、乙实验所得结论的是 (选填字母)
A.足球守门员戴着防滑手套 |
B.用力压住橡皮,擦去写错的字 |
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木 |
D.气垫船喷出强气流,在船底和水之间形成气垫 |
(3)为了探究滑动摩擦力大小与接触面是否有关,如图丙所示,小鹭竖直向下切去一半木块,测得摩擦力大小是图甲中的一半,于是得出,摩擦力大小与接触面积大小成正比。你认为此结论是否正确,为什么? 。
在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,小红同学用弹簧测力计匀速拉动同一木块在水平放置的长木板上进行甲、乙、丙三次实验(木块各面粗糙程度相同):
(1)实验中匀速拉动木块的目的是利用 的知识,可以间接测出木块受到的滑动摩擦力大小.
(2)实验数据如下表:
实验过程 |
木块对木板压力/N |
弹簧测力计示数/N |
滑动摩镲力/N |
甲 |
5 |
2 |
2 |
乙 |
5 |
2 |
2 |
丙 |
7 |
2.8 |
2.8 |
①比较甲和乙实验数据可知,滑动摩擦力的大小与 无关.
②比较 实验数据可知,滑动摩擦力的大小与 有关.
在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做________运动。根据________条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由________图和________图可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系。
(3)若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将________(选填“不变”、“变大”或“变小”)。
(4)评估此实验方案的不足之处是________。(答出一条即可)
小明用如图所示实验装置探究影响滑动摩擦力大小的因素.
(一)实验中,小明将长方体木块(长、宽、高各不相同)置于水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,应使木块做 运动.
(二)在猜想了可能影响滑动摩擦力大小的因素后,小明进行了相关实验,记录的数据如下表:
序号 |
木块放置情况 |
木板表面情况 |
木块上放置的砝码个数 |
弹簧测力计示数F/N |
① |
平放 |
木板 |
0 |
2 |
② |
平放 |
木板 |
1 |
2.8 |
③ |
平放 |
木板上铺上棉布 |
1 |
3.4 |
④ |
侧放 |
木板 |
0 |
2 |
(1)分析序号 两组数据可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关.
(2)分析序号①、②两组数据可得出结论:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大.
(3)小明发现自己的运动鞋底有较深的花纹,这种现象可用分析序号 两组数据得出的结论来解释.
如图,爷爷推箱子感到吃力。聪明的芳芳在爷爷推的箱子下面撒一些圆形的砂子,爷爷感觉轻松多了。这是因为滚动摩擦比滑动摩擦要__________(选填“大”或“小”)得多的缘故。
小明在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
为了验证猜想,准备了如下实验器材:一个带挂钩的木块(重6N)、两个砝码(每个重5N)、一块长木板和一个弹簧测力计。所用实验装置如图所示。
在验证猜想一时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平木板做匀速直线运动,读取弹簧测力计的示数;在木块上分别放置一个和两个砝码,按上述操作再做两次实验,得到的实验数据如下表所示。
实验次数 |
压力/N |
测力计的示数/N |
滑动摩擦力/N |
1 |
6 |
1.8 |
|
2 |
11 |
3.3 |
|
3 |
16 |
4.8 |
|
(1)请将表中空格部分填写完整;
(2)结合实验过程分析表中数据,得出的结论是 ;
(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材: 。