如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F—t和V—t图象分别如乙、丙所示,由图象可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力是 N,当t=3s时,物体受到的摩擦力是 N。
某实验小组在探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关的实验中,小组成员认为:滑动摩擦力大小与压力大小及接触面的粗糙程度有关,于是设计了如图所示的实验.
(1)实验时,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,并记录弹簧测力计示数(见表格).根据 知识,可以知道木块与长木板之间的滑动摩擦力大小.
(2)分析图中 (选填“甲”、“乙”、“丙”)两次实验数据可以得到的结论是:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
实验次数 |
甲 |
乙 |
丙 |
测力计示数/N |
2.4 |
3.1 |
3.5 |
在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,同学们提出了以下猜想:
A.与压力大小有关
B.与接触面的粗糙程度有关
C.与接触面积大小有关
为了验证以上猜想是否正确,小张组的同学利用右图所示装置及有关器材进行实验,收集的数据如下表:
序号 |
长方体木块的放置 |
表面情况 |
压力/N |
测力计示数/N |
1 |
平放 |
木板 |
5 |
1.2 |
2 |
平放 |
木板 |
8 |
1.9 |
3 |
侧放 |
木板 |
5 |
1.2 |
4 |
平放 |
木板上铺毛巾 |
5 |
2.0 |
(1)在实验时必须让木块做 运动,这样摩擦力才与弹簧测力计示数相等,依据的原理是 知识.
(2)要验证猜想A,应选取序号为 的两次实验;要验证猜想B,应选取序号为 的两次实验.
(3小张同学将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受摩擦力变为原来的一半,他由此得出猜想C是正确的,你认为他的探究过程存在的问题是 .
为探究滑动摩檫力与哪些因素有关,某同学做了以下实验(实验过程中保持长木板水平固定)。
第1次:把木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,如图甲所示,读出弹簧测力计的示数并记入表格中。
第2次:把木块侧在长木板上,重复上述实验操作,如图乙所示。
第3次:把两块与第1次相同的木块叠放在一起,平放在长木板上,重复上述实验操作,如图丙所示。
(1)每次实验都要求用弹簧测力计拉着木块在水平方向做 运动,根据 原理可知,此时摩擦力与拉力大小相等。
(2)比较 两次实验数据,可发现滑动摩擦力的大小与 无关。
(3)比较 两次实验数据,可发现滑动摩擦力的大小与 有关。
实验次数 |
木块对木板 压力/N |
弹簧测力计 示数/N |
滑动 摩擦力/N |
1 |
10 |
4.0 |
4.0 |
2 |
10 |
4.0 |
4.0 |
3 |
20 |
8.0 |
8.0 |
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。
雨天乘车时,小华发现小车前挡风玻璃上的刮水器随着雨的大小,刮动的速度相应地发生变化。雨停后,刮水器自动停止工作。小华查阅相关资料后,发现它的工作电路中安装有“雨水检测金属网”装置。小华想,该装置究竟在刮水器工作中起到了什么作用,于是他自制了如图-1所示的雨水检测金属网(以下简称检测网),并设计了如图-2所示模拟电路进行探究。
(1)小华按照所设计的电路图连接电路,实验时,检测网未放入雨水中,电路处于断开状态,再将检测网放入雨水中,电路接通,表明雨水是______(选填“导体”或“绝缘体”)。小华通过观察电路中____________的变化,来判断电动机转速的变化,从而反映刮水器刮水速度的变化。
(2)将检测网竖立并浸入雨水中不同深度处进行实验,记录如下数据:
检测网浸入雨水中部分 |
未浸入 |
1/3浸入 |
2/3浸入 |
全部浸入 |
电流表的示数/A |
________ |
0.16 |
0.20 |
0.32 |
①结合上述实验将表格中的数据补充完整。
②分析数据可知,检测网浸入雨水中深度越深,电流表示数越大。这说明a、b间接入电路的电阻在__________(选填“变大”或“变小”)。根据影响导体电阻大小的因素可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的_____________变化引起的。
(3)小华设计的电路在无雨水时,电动机不能转动,无法实现车窗的清洗。请你在不拆卸原电路的基础上,在该电路中加装一个电路元件,以解决此问题。
加装的元件是:_____________
简述你的做法:____________________________________________________________
_________________________________________________________
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? 。