中考物理实验专题复习《实验:探究滑动摩擦力大小与什么因素有关》(解析版)
霸气签名-中学生调查报告
《实验:探究滑动摩擦力大小与什么因素有关》
一、实验探究题
1.
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
1所示的实验,请
你完成下列内容。
(
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
A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
)在甲、乙、丙三次实验中,滑动摩擦力最
小的是
______
(选填“甲”、“乙”
或“丙”)实验;
(
3
)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与
______
是否有关;比较<
br>______
(选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)两次实验,可以探究滑动摩擦力
大小与接触面粗糙程度是否有关;
(
4
)比较甲、丁两次实验,小明发现甲实验弹簧
测力计的示数大于丁实验弹簧测
力计的示数,由此得出结论:滑动摩擦力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
)实验结束后,小明又对实验装置进行了改进,如图
2
所示,实验后发现效果
更好,实验中,小明
______
(选填“一定”、“不一定”或“一定不”)要匀速拉动长木板。
2.
在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,同学们提出了以下几种猜
想:
A
.与接触面的压力大小有关
B
.与接触面积大小有关
C
.与运动的快慢有关
D
.与接触面的粗糙程度有关
为了验证以
上猜想是否正确,小慧同学用一个表面平整的长木板、一个带钩的木块、
一块棉布、一块毛巾和一只弹簧
测力计设计了如图
1
所示的实验,
实验数据如下表所示:
序号
1
实验条件
长方形木块的放置
平放
表面情况
木板
第1页,共17页
压力
N
8
测力计示数
N
1.6
2
3
4
5
6
7
平放
平放
侧放
竖放
平放
平放
木板
木板
木板
木板
木板上铺棉布
木板上铺毛巾
12
16
16
16
8
8
2.4
3.2
3.2
3.2
2.4
4.0
(
1
)为了测量滑动摩擦力的大小,应在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向
______
拉动木块。此时,摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数是利用了
______<
br>知识;
(
2
)由序号
1
,
2
,
3
的三次实验,可验证猜想
______
(填字母);
(
3
)要验证猜想
B
,应选取序号为
______
的三次实验;
(4
)根据表中信息,能否验证猜想
D
?
______
(填“能”
或“不能”);
(
5
)、由实验可得出的结论是:
______
;
(
6
)实验探究中,小慧采用的实验探究方法是
______
;
A
.类比法
B
.科学推理法
C
.控制变量法
(
7
)同组的小慧同学采用如图
1
所示的
实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力
时,发现弹簧测力计示数不稳定,很难读数,其原因是
______
;
(
8
)某同学将图
1
实验装置改进为如图
2
所示的装置:将弹簧测力计一端固定,
另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验
时拉着长木板沿水平地面向右运动。
写出装置改进以后的好处:
______
。
3.
小红和小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,小红设计了如图所示的三次实
验。
(
1
)实验要求用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做
______
直
线运动,根据
______
知识可知,此时摩擦力与拉力二力大小相等,否则弹簧测力计的示数
不等于摩擦力,
摩擦力的方向向
______
。
(
2
)在甲图示数实验中,弹簧测力计的示数为
______N
。
(
3
)比较甲、乙两次实验,可以得出结论:
______
。 (
4
)小红和小明都感到实验中弹簧测力计读数有一定的困难,经过思考,小红提
出把弹簧测力计右端固定,水平向左拉木板来改进实验装置,实验效果会显著改善。
请写出这样改进的好
处
______
。
4.
小宇在学习了滑动摩擦力之后,认为两物
体间的滑动摩擦力的大小可能与两物体间
的接触面积大小有关,于是他通过实验探究这个问题.
第2页,共17页
(
1
)为完成本实验,需要
自己制作木块,他制作的木块应选择下列选项中的
______
A
.各面粗糙程度相同的正方体
B
.各面粗糙程度相同,长宽高各不相同的长
方体
C
.各面粗糙程度不同的正方体
D
.各面粗糙程度不相同,长宽高各不相同的
长方体
(
2
)本实验中,该同学设计了两种方案:
方案一:木板水平固定,通过弹簧测力计水平拉动木块,如图
1
所示.
方案
二:木块与弹簧测力计相连,弹簧测力计水平固定,通过细绳水平拉动木板,
如图
2
所
示.
①用方案一时,应该拉动木块作
______
运动.由
______
的原理可知,木块所受的
摩擦力等于弹簧测力计的拉力.
②两种方案中,你认为更合理、更易于操作的是
______
(选填“方案一”或“方
案二”).
(
3
)若小宇用方案一来探究
滑动摩擦力的大小与两物体间的接触面积大小是否有
关,他接下来要进行的操作是
______
.
5.
在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,某同学按照如图
所示的甲、乙、
丙三种情况进行实验,其中
A
、
B
、
C为同一木块,
D
为重物,甲和乙两图中的木
板接触面相同,丙图为较粗糙的木板接
触面。
(
1
)实验开始,该同学用较小的力拉木块,木块没动
,此时摩擦力
______
拉力(填
“大于”、“小于”或“等于”);该同学要知道
滑动摩擦力的大小,他应该使木
块在水平木板上做
______
运动;由甲、乙两图可
知,滑动摩擦力的大小与
______
有关。
(
2
)但此实验的不
足之处恰恰是很难保证木块做这样的运动,若在甲装置中木块
运动过程中速度突然变大,滑动摩擦力将<
br>______
(填“变大”、“变小”或“不
变”)。
(
3
)生活中不仅有滑动摩擦,还有静摩擦等。如图丁所示,下列判断正确的是
______
A
.瓶子没有掉下来是手对瓶子的握力作用
第3页,共17页
B
.当增大手对瓶的握力时,手与瓶间的摩擦力变大
C
.当向瓶中装入水时,手与瓶间的摩擦力变大。
6.
在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(
1
)
小华的三次实验情况分别如图所示。实验时,用弹簧测力计拉木块在水平木
板(或毛巾)上做
_
_____
运动,这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(
2
)比较甲和乙两组数据得出的正确结论是
______
; (
3
)小华比较甲和丙两组数据得出结论是:压力越大,滑动摩擦力就越大。老师
指出这样得出的结论是不对的,理由
______
;
(
4
)在甲图
实验中,木块受到的滑动摩擦力是
______N
;若加速拉动木块,弹簧测
力计示数
增大到
4N
,此时的木块所受滑动摩擦力是
______N
;
(
5
)下列现象中,应用了图乙、丙两图实验结论的是
______
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。
7.
探究影响滑动摩擦力大小的因数。
(
1
)小明用测力计拉同一木块进行了三
次正确的实验操作,实验情景如图甲、乙、
丙所示。
①在乙图中,木块受到的滑动
摩擦力大小等于
______N
,方向
______
。
②比较
______
两图的实验可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
③比较甲、丙两图的实验可知,滑动摩擦力的大小与
______
有关。
(
2
)在操作过程中小明还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块
在木板
上沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示,此过程中,木块处于
______
(平衡
不平衡)状态;弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力
______
(是<
br>
不是)一对平衡力,理由是:
______
;竖直方向上,木块受到的重力和木
板
对它的支持力
______
(是
不是)一对平衡力。
8.
小明用图中所示的装置探究摩擦力跟接触面间粗糙程度的关系.
(<
br>1
)实验所用器材有:木块、长木板、棉布、毛巾、
______
.
(
2
)实验时如何测出滑动摩擦力?请你写出实验方法和原理.
______
.
(
3
)第一次实验中弹簧测力计的示数如图所示为
______
,分析表中数据可以得到
的结论是
______
.
实验次数
接触面情况
摩擦力
fN
1
木块和长木板
2
木块和棉布
1.9
3
木块和毛巾
2.4
第4页,共17页
(
4
)实验结束后,小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关,
她用弹簧测
力计测出木块在水平面上的摩擦力,然后将木块沿竖直方向锯掉一半,测得摩擦力
的
大小也变为原来的一半.她由此得出:当接触面的粗糙程度一定时,接触面越小,
摩擦力越小.你认为她
的结论正确吗?
______
,理由是
______
.
9.
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
D
.与运动速度大小有关
为了验证以上
猜想是否正确,小张这组的同学利用如图所示装置及有关器材进行实
验,收集的数据如表:
序号
1
2
3
4
长方体木块的放置
平放
平放
侧放
平放
表面情况
木板
木板
木板
木板上铺毛巾
压力
N
5
8
5
5
测力计示数
N
1.2
1.9
1.2
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;
(
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
)由表中信息,
______
(选填“能”或“不能”)验证猜想
D
.
(
4
)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,由此他得出“滑动摩擦力的大小与
接触面积的大小有关”的结论,你认为张华
同学得出的结论是
______
(选填“正确”或“错误”),原因是
______
.
10.
探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置如图所示。在
小桶内装入适量的沙子,滑块恰好在水平
木板上做匀速
直线运动。
(
1
)为测量滑块受到的滑动摩擦力大小,应测量
______
,所需测量仪器是
______
。
(
2)把毛巾铺在木板上,发现需要装入更多的沙子,滑块才会做匀速直线运动,
说明
____
__
。
(
3
)小明想用钩码替代沙桶,请你对此做出评价:
______
。
11.
小刚发现汽车在柏油马路上容易停下来,而在下过雨的路面上不容易停下来。
(
1
)小刚猜想:摩擦力的大小可能与
______
有关
。于是小刚利用长木板、毛巾、
木块
A
、以及弹簧测力计做了如图所示的实验; (
2
)实验时,应使弹簧测力计水平
______
拉动木块
A<
br>;
第5页,共17页
(
3
)小刚通过比较
______
两图的弹簧测力计示数,可以验证他的猜想;
(
4
)小明进一
步探究了滑动摩擦力与压力大小的关系,由甲图和丙图可得结论
______
。
12.
如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验.铜块和木块的大
小和
形状完全相同,实验时要用弹簧测力计拉着物体沿
______
方向做
______
运动.
(
1
)比较(甲)、(乙)两图,可得到的结论是
______
(
2
)图(乙)、(丙)中铜块和木块叠在一起的目的是保证
______
相同.
(
3
)图(甲)中弹簧测力计的读数是
______
N
.若物体不是做匀速运动,而是做
加速直线运动,弹簧测力计读数
______
摩擦力;若物体做减速直线运动,弹簧测
力计读数
______
摩擦力
(“大于”、“等于”“小于”).
(
4
)如图丙,将
______
上(填两物体的位置关系),重复上述过程,则测出的摩
擦力
______
图乙摩擦力(填“大于”、“等于”或“小于”).比较两次弹簧测
力计示数可知,
_____
_
(木或铜)块表面的粗糙程度大一些.
13.
在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中:
如图甲所示,实验中为了
测量滑动摩擦力大小,应用弹簧测力计沿水平方向
______
拉动木块,测得的实验数据如下
:
序号
1
2
3
接触面
木块与木板
木块与木扳
木块与砂纸
压力
滑动摩擦力
分析
______
选填序号两次实验数据,可以得出滑动摩擦力大小与接触面压力的关
系,它们的关系为:
___
__
;
一个实验小组对测量摩擦力大小的方案进行了改进:将轻质弹簧测力计一端固
定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板。如图乙所示,实验时拉着长木板沿水
平方向向右运动,读出
弹簧测力计示数即可测出木块所受摩擦力大小,这种改进的
好处是
______
写出一种即可。
14.
如图
1
所示,小明在“研究影响
滑动摩擦力大小的因素”的实验中,用弹簧测力计
拉着木块分别在粗糙程度不同的甲、乙水平木板上匀速
直线运动,通过改变放在木
块上的砝码改变压力,分别测出木块在甲、乙木板上滑动时的摩擦力,并根据
实验
数据描点画出了滑动摩擦力
f
摩
与对应压力
f
压
关系的图象。
第6页,共17页
(
1
)分析
图象甲或乙可知,木块对木板的
______
越大,木块所受的滑动摩擦力也
就越大;
比较图象可知,
______
(选填“甲”或“乙:)木板更粗糙。
(
2<
br>)小明在实验中发现,拉着木块运动时很难控制“匀速”,于是他设计了如图
2
所示的装
置,将弹簧测力计固定,改为拉动平板小车,当他水平向左拉动平板小
车时,木块所受到的摩擦力的方向
为
______
。这样改进后的装置的优点是
______
。
15.
如图所示,在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。
(
1
)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做
__
_____
运动。当弹簧
测力计的示数如图甲所示,则物体受到的滑动摩擦力的大小为
_____N
;
(
2
)在探究滑动摩擦力与压力的关系时,不改变
物体和接触面的粗糙程度,将得
到的实验数据记录在表格中,根据表格中数据,在坐标轴中描点做出f-F
图;
(
3
)由此实验可得出结论:
_____
__________________________________________________
__
;
(
4
)小华将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的
滑动摩擦力变为原来一
半。他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他实验合理
吗?
_________
;请说明理由:
________________
__________________________________________________
___
。
第7页,共17页
答案和解析
1.
【答案】必须
等于
甲
压力
乙、丙
错误
不一定
【解析】解:
(
1
)实验过程中,弹簧测力计
必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时物块处
于平衡状态,由平衡条件可知,滑动摩擦力的大小
等于弹簧测力计的示数;
(
2
)由图示四次实验可知,在实验丁中,物体间的压力最
小,接触面粗糙程度最小,
因此滑动摩擦力最小;
(
3
)由图甲、乙所示实
验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,可以应
用甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与压
力的关系;
由图乙、丙所示实验可知,物体间的压力相等而接触面的粗糙程度不同,乙、丙所示实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(
4
)由图甲、丁所示实
验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于没
有控制物体间的压力相同,他的结论是错误
的;
(
5
)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,实验时不需要匀速拉动长木板。
故答案为:(
1
)必须;等于;(
2
)甲;(
3
)压力;乙、丙;(
4
)
错误;(
5
)不一
定。
(
1
)用弹簧测力计水平匀速拉动
物块,物块做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡
条件可知,滑动摩擦力等于测力计的示数;
(
2
)掌握影响滑动摩擦力大小的因素:接触面的粗糙程度和压力的大小。并且压力越
大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(
3
)分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象可以得出实验结论;
(
4
)根据控制变量法的要求分析答题;
(
5
)根据图示实验装置分析答题。
本题考查了实验现象分析,知道实验原
理、应用控制变量法分析清楚图示实验情景即可
解题,熟练应用控制变量法是正确解题的关键。
2.
【答案】匀速
二力平衡的条件
A
3
、
4
、
5
能
滑动摩擦力的大小与接触面的
粗糙程度和压力大小有关,与接触面的面积无关
C
木块没有保持匀速直线运动
改
进后,不论木板是否匀速运动,测力计示数都等于摩擦力的大小,便于操作和读数
【解析】解:(
1
)根据二力平衡的原理,只有物体做匀速直线运动时,拉力才与摩擦
力大小相等;
(
2
)分析表格数据,接触面、放置都相同,压力不同,测力
计示数不同,所以小慧验
证的是摩擦力的大小与压力的大小关系,即猜想
A
。
(
3
)“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小有关”的实验中,应控制压力和接触面的
粗糙程度相同,接触面积的大小不同,木块放置的位置不同,则接触面积就不相同,故
选取序号为3
、
4
、
5
的三次实验;
(
4
)由
表格中的数据可知:在压力相同时,木块在不同的表面上运动时,测力计的示
数不同,故可以探究
D
;
(
5
)根据表格中的数据可知:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程
度和压力大小有关,
与接触面的面积无关;
(
6
)滑动摩擦力的大小与压力
的大小、接触面的粗糙程度同时有关,此选项是在接触
第8页,共17页
面的
粗糙程度一定时,研究滑动摩擦力与压力的关系,是控制变量的研究方法,故选
C
;
(
7
)由于在拖动木块时,很难让木块保持匀速直线运动达到平衡状态,才导致了弹簧
测力计的示数不稳定,很难读数;
(
8
)木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动
,该实验设计的优点是:一方面,不
需要木板做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计静
止便于读数。
故答案为:(
1
)匀速;二力平衡的条件;(
2
)<
br>A
;(
3
)
3
、
4
、
5
;
(
4
)能;(
5
)滑
动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小
有关,与接触面的面积无关;(
6
)
C
;
(
7
)木
块没有保持匀速直线运动;(
8
)改进后,不论木板是否匀速运动,测力计示数
都等于
摩擦力的大小,便于操作和读数。
(
1
)实验中,摩擦力的大小是通过读取弹簧测力
计的拉力得出的,这是依据了二力平
衡的原理,因此,要保持物体做匀速直线运动才行;
(
2
)分析表格中的物理量,哪个变量不同,就是验证哪个猜想。
(
3
)“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小有关”的实验中,应控制压力和接触面相
同,接触
面积不同;
(
4
)“探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关”时,应控制压力
相同,接触面
的粗糙程度不同;
(
5
)根据表格中的数据分析;
(
6
)物理学中对于多因素或多变量的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多
因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个
因素不变,从而研
究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,
这种方法叫控制变量法。
(
7
)利用二力平衡的条件,通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小,因此是否能
保持木块处于平衡状态是实验过程中的关键。
(
8
)木块与弹簧测力计静止不动,
不需要控制木板做匀速直线运动,便于实验操作,
便于弹簧测力计读数。
本题考查了实验注意
事项与实验分析,把握住利用控制变量法分析实验结论的基本思路
是解答此题的关键所在;要明确:滑动
摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,
跟物体的运动速度、接触面积大小等都没有关系。
3.
【答案】匀速
二力平衡
左
2.4
接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦
力越大
实验中不必再控制物体做匀速直线运动;弹簧测力计处于静止状态,比较容易
读数
【解析】解:
(
1
)实验时为了测出滑动摩擦力大小,应使弹簧测力计拉着
木块在水平面上向右做匀
速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡,可知此时滑动摩
擦力与
拉力大小相等,摩擦力的方向与物体运动方向相反,所以摩擦力的方向向左;
(
2
)由甲图知,测力计的分度值为
0.2N
,其示数为
2.4N
;
(
3
)甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,乙的压力较大,而测力计的示数较大,
说明受到的摩擦力较大,可得当接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大;
(
4
)木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,该实验设计的优点是:一方面,物
体不必做匀
速直线运动,便于实验操作,另一方面,弹簧测力计处于静止状态,便于读
数。
故答案为:(
1
)匀速;
二力平衡;左;(
2
)
2.4
;(
3
)接触面粗糙程度相同时,压力
越大,滑动摩擦力越大
;(
4
)实验中不必再控制物体做匀速直线运动;弹簧测力计处
于静止状态,比较容易
读数。
(
1
)木块只有在做匀速直线运动时,受到弹簧测力计的拉力才等于受到的摩擦力;
(
2
)在进行测力计的读数时,注意测力计的分度值;
(
3
)比较甲、乙两次实验中不变的量和改变的量,从而得出结论;
第9页,共17页
(
4
)木块与弹簧测力计静止不动,不需
要控制木板做匀速直线运动,便于实验操作,
便于弹簧测力计读数。
本题是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验,考查了控制变量法的应用及测量摩擦力的
方法。
4.
【答案】
B
;匀速直线;二力平衡;方案二;分别将同一长方体木块平放
、侧放、立
放,并拉动它做匀速直线运动,分别记录弹簧测力计的示数,然后比较拉力大小
【解析】解:(
1
)探究“摩擦力的大小与两物体间的接触面积大小的关系”应控制接
触面的粗糙程度与物体间的压力相等而接触面积不同,因此需要选择:各面粗糙程度相
同,长宽
高各不相同的长方体木块做实验,故
B
正确.
(
2
)方案一:用弹
簧测力计水平拉动木块,当木块做匀速直线运动时,木块处于平衡
状态,拉力与摩擦力是一对平衡力,由
平衡条件可知,摩擦力等于测力计拉力,因此实
验时应控制木块做匀速直线运动.
方案二:拉
动木板,木块静止,木块处于平衡状态,木块受到的拉力都等于测力计的拉
力,实验时不需要控制木板做
匀速直线运动,便于实验操作,同时测力计是静止的,便
于对测力计读数.
所以两种方案中,更合理、更易于操作的是方案二;
(
3
)为了探究滑动摩
擦力的大小与两物体间的接触面积大小是否有关,可进行的操作
是:分别将同一长方体木块平放、侧放、
立放,并拉动它做匀速直线运动,分别记录弹
簧测力计的示数,然后比较拉力大小.
故答案为:(
1
)
B
;
(
2
)匀速直线;方案二;
(
3
)分别将同一长方体木块
平放、侧放、立放,并拉动它做匀速直线运动,分别记录
弹簧测力计的示数,然后比较拉力大小.
(
1
)根据实验目的与控制变量法的要求分析答题.
(
2
)木块做匀速直线运动时受平衡力,根据二力平衡条件可以求出摩擦力大小;分析
图示实验装置,然后答
题.
(
3
)滑动摩擦力可能跟接触面积有关,研究两者之间的关系时,采用控制变量
法,控
制压力和接触面的粗糙程度不变,改变接触面积大小.
本题考查了实验器材的选择、实
验方案设计等,知道实验原理、正确应用控制变量法即
可正确解题;正确应用控制变量法是正确解题的关
键.
5.
【答案】(
1
)等于;匀速直线;压力大小;
(
2
)不变;
(
3
)
C
【解析】【分析】
本题是探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验,主要考查了摩擦力的测量
方法及控制
变量法的应用,要正确测量滑动摩擦力的大小,需充分利用二力平衡条件。
(1
)在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,是运用二力平衡的原理,
将摩
擦力转换为弹簧测力计的拉力来进行测量的;
滑动摩擦力受压力和接触面的粗糙程度的影响,在探究过程中应运用控制变量法;
(
2
)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与拉力大小以及运动速
度无关;
(
3
)瓶子静止悬在空中处于平衡状态,符合二力平衡条件:大小相等,方向相反,作
用在同一直线上。所以,瓶子受到手竖直向上的摩擦力始终等于瓶子的重力。
【解答】 (
1
)实验开始,用较小的力拉木块,木块没动,处于平衡状态,此时摩擦力等于拉力;
实验中为了测量滑动摩擦力的大小,应用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,此
第10页
,共17页
时,摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数;
甲、乙接触面的粗
糙程度相同,压力大小不同,测力计的示数不同,可得滑动摩擦力与
压力大小有关;
(
2
)由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,即使运动速度增大,滑动摩擦力也不变;
(<
br>3
)
A
、瓶子静止在空中,在竖直方向受到重力和摩擦力作用,瓶子没有掉下来
是手对
瓶子向上的摩擦力作用,故
A
错误;
B
、瓶子静止时,在竖
直方向受到的摩擦力与重力是一对平衡力,摩擦力等于重力,手
对瓶子的握力增大,则瓶子所受的摩擦力
不变,故
B
错误;
C
、向瓶子里倒水,瓶子的重力增大,由于瓶子仍静止,
重力与摩擦力仍是平衡力,所
以瓶子所受的摩擦力增大,故
C
正确;故选
C<
br>。
故答案为:(
1
)等于;匀速直线;压力大小;(
2
)不
变;(
3
)
C
。
6.
【答案】匀速直线;压力相同时,接
触面越粗糙,滑动摩擦力越大;没有控制接触面
的粗糙程度相同;
3.6
;
3
.6
;
B
【解析】解:(
1
)用弹簧测力计拉木块在水
平木板(或毛巾)上做匀速直线运动,木
块处于平衡状态,由平衡条件可知,这时滑动摩擦力的大小等于
弹簧测力计的示数。
(
2
)由图甲和乙所示实验可知,物体间的压力相等而接触面的
粗糙程度不同,乙中接
触面粗糙,测力计示数越大,木块受到的摩擦力越大,由此可知:在压力相同时,
接触
面越粗糙,摩擦力越大。
(
3
)研究滑动摩擦力与压力大小关系,要控制接触面的粗糙程度相同,
由
图甲和丙所示实验可知,物体间的压力与接触面的粗糙程度都不同,故不能得出压力
越大,滑动摩擦力就
越大的结论。
(
4
)由图甲所示测力计可知,其分度值为
0.2N
,示数为
3.6N
,由平衡条件可知,木块
受到的滑动摩擦力是
3.6N;若弹簧测力计示数增大到
4N
,由于压力大小和接触面的粗
糙程度不变,所以摩
擦力大小不变,此时的木块所受滑动摩擦力仍是
3.6N
;
(
5
)图乙、丙两图实验结论是压力相同时,接触面越粗糙摩擦力越大:
A
.足球守门员戴着防滑手套,通过增大接触面越粗糙,增大摩擦力,不符合题意;
B
.用力压住橡皮,擦去写错的字,通过增大压力增大摩擦力,符合题意;
C
.移动很重的石块时,在地上铺设滚木;变滑动为滚动减小摩擦力,不符合题意;
D
.气垫船喷出强气流,在船底和水之间形成气垫,通过减小接触面粗糙程度,减小摩
擦力,不
符合题意;故选
B
。
故答案为:
(
1
)匀速直线;
(
2
)压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(
3
)没有控制接触面的粗糙程度相同;
(
4
)
3.6
;
3.6
;
(
5
)
B
。
(
1
)根据二力的平衡条件分析;
(
2
)分析甲和乙实验,找出相同的量和变化的量,分析得出摩擦力与变化量的关系;
(
3
)研究滑动摩擦力与压力大小关系,要控制接触面的粗糙程度相同;
(
4
)根据图示弹簧测力计确定其分度值,然后读出其示数;摩擦力大小与压力大小和
接
触面的粗糙程度有关,与其它因素无关;
(
5
)逐一分析每个选项,确定正确答案。
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的运用及在实
际中增大
和减小摩擦的方法,体现了对过程和方法的考查。
7.
【答案】
3.4
水平向左
甲乙
接触面的粗糙程度
平衡
不是
拉力与摩擦力不
在同一直线
不是
第11页,共17页
【解析】解:①在乙图中,测
力计分度值为
0.2N
,测力计示数为
3.4N
,因沿水平方向
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,拉力大等于摩擦力的
大小,木块受到的滑动
摩擦力大小等于
3.4N
,物体向右运动,故摩擦力方向水平向左;
②研究滑动摩擦
力的大小与压力大小有关,要控制接触面的粗糙程度相同,只改变压力
大小,乙中测力计示数大于甲中的
示数,故比较甲乙两图的实验可知,滑动摩擦力的大
小与压力大小有关。
③比较甲、丙两图的
实验可知,压力大小相同,故得出:滑动摩擦力的大小与接触面的
粗糙程度有关。
(
2
)在操作过程中小明还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木
板上眼水平
方向做匀速直线运动,如图丁所示,此过程中,木块处于平衡状态;弹簧测
力计对木块的拉力和木块受到
的滑动摩擦力不是一对平衡力,理由是:拉力与摩擦力不
在同一直线;
竖直方向上,物体受到
斜向上的拉力,使得木块受到的重力和木板的支持力不相等,不
是一对平衡力。
故答案为:(
1
)①
3.4
;水平向左;②甲乙;③接触面的粗糙程度;
(
2
)平衡;不是;拉力与摩擦力不在同一直线;不是。
(
1
)①由测力计分度值,根据二力平衡的条件分析;②③
②研究滑动摩擦力的大小与压力大小有关,要控制接触面的粗糙程度相同,只改变压力
大小;
③找出相同的量和不同的量,根据测力计示数,分析得出结论;
(
2
)二力
平衡的条件:同体、反向、等大、共线分析;物体在平衡状态中受平衡力的
作用。
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的运用和平衡
力的知识。
8.<
br>【答案】弹簧测力计;实验方法: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;
原理:根据二力平衡知识,拉力和滑动摩擦力大小相等,测出拉力的大小就测出木块与
长木板之
间的滑动摩擦力;
1.2N
;当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;不
正确
;没有控制压力大小不变
【解析】解:
(
1
)实验所用器材有:木材、长木板、棉布、毛巾、弹簧测力计.
(2
)用弹簧测力计匀速拉动木块时,木块在水平方向上做匀速直线运动受到的力是平
衡力,
根据二力平衡的知识,此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小;
(
3
)
读图可知,弹簧测力计把
1N
分成了
5
份,其分度值为
0.2N,故该测力计的示数
1=1.2N
; 为
1N+0.2N×
表中三次实验
木块与接触面的粗糙程度不同,压力相同,所以才能得出摩擦力大小与接
触面粗糙程度的关系,当压力相
同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(
4
)因为滑动摩擦力的大小与压力的大小
和接触面的粗糙程度有关,在研究滑动摩擦
力大小跟接触面面积的关系时,应保持压力大小和接触面的粗
糙程度不变,小丽将木块
沿竖直方向截去一半后,虽然接触面的粗糙程度没变,但木块对接触面的压力减
小了一
半,所以得出了错误的结论.
故答案为:(
1
)弹簧测力计; (
2
)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;根据二力平衡知识,<
br>拉力和滑动摩擦力大小相等,测出拉力的大小就测出木块与长木板之间的滑动摩擦力;
(
3
)
1.2N
;当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(
4
)不正确;没有控制压力大小不变.
(
1
)本实验最重要的器材是测力的仪器弹簧测力计;
第12页,共17页
(
2
)实验中研究的是木块受到的滑动摩擦力的大小,弹簧测力计测量
的是木块的受到
的拉力,只有木块在水平方向上做匀速直线运动时拉力的大小才等于摩擦力;
(
3
)对比表中数据,分析其中的相同因素和不同因素,根据控制变量法的思路就可以
得出不同的结论;
(
4
)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,探究滑
动摩擦力大小跟接触
面积大小的关系时,控制压力大小和接触面粗糙程度不变.
本题考查的是
探究影响摩擦力大小的实验,涉及到的知识点比较多,有:平衡力、影响
摩擦力大小的因素、实验数据的
分析能力,实验中采用的是控制变量法,是中考常考的
实验之一,是一道综合题.
9.
【答案】匀速直线;
1
与
2
;
1
与
4
;
不能;错误;在探究过程中没有控制压力不变
【解析】解:(
1
)实验中
,用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,此时拉力与摩擦
力平衡,根据二力平衡条件可知,木块所受摩
擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(
2
)要验证猜想
A
,必须控
制接触面粗糙程度不变,木块放置不变,改变压力大小,
故选
1
、
2
;验证猜想
B
,必须控制压力大小不变,木块放置不变,改变接触面粗糙程度,
故选<
br>1
、
4
;
(
3
)要验证滑动摩擦力与运动速度的关
系,由表格可知,没有速度信息,不能确定滑
动摩擦力与速度的关系;
(
4
)小张将木块沿竖直方向截取一半后,压力也减小一半,探究过程没有控制压力大
小不变,所以得出了错
误结论.
故答案为:(
1
)匀速直线;(
2
)
1
与
2
;
1
与
4
;(
3
)不能;(
4
)错误;在探究过程
中没有控制压力不变.
(
1
)要使拉力与摩
擦力相等,需沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,物体处于二力
平衡状态;
(
2<
br>)要探究摩擦力与压力大小的关系,需使接触面的粗糙程度相同,压力不同;要探
究摩擦力与接触
面的粗糙程度的关系,需使压力相同,接触面粗糙程度不同;
(
3
)滑动摩擦力的大小与运动速度大小的关系,没有速度不同的实验;
(
4
)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,探究滑动摩擦力大小跟接触
面
积大小的关系时,控制压力大小和接触面粗糙程度不变.
本题是探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实
验,利用二力平衡,主要考查了摩擦力的
测量方法及控制变量法的应用.
10.
【答
案】沙和桶的重力;弹簧测力计;压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越
大;缺点是很难使滑块做匀
速直线运动,摩擦力可能无法测量;优点是拉力便于直接得
出
【解析】解:(1
)在小桶内装入适量的沙子,滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动。
此时摩擦力与拉力
是一对平衡力,而拉力又等于沙和桶的总重力。因此为测量滑块受到
的滑动摩擦力大小,应测量沙和桶的
重力,所需测量仪器是弹簧测力计。
(
2
)把毛巾铺在木板上,发现需要装入更多的
沙子,滑块才会做匀速直线运动,说明
需要的拉力更大,摩擦力更大,故可得出结论:压力一定时,接触
面越粗糙,滑动摩擦
力越大;
(
3
)用钩码替代沙桶,缺点是很难使滑块做
匀速直线运动,摩擦力可能无法测量;优
点是拉力便于直接得出。
故答案为:(
1
)沙和桶的重力;弹簧测力计;
(
2
)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(
3
)缺点是很难使滑块做匀速直线运动,摩擦力可能无法测量;优点是拉力便于直接
得出。
(
1
)当滑动匀速直线运动时,受平衡力作用,则摩擦力等于其受到的拉力,即等于沙
第
13页,共17页
和桶的重力,据此解答;
(
2
)影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度,据此结合实验现象可得出结论;
(
3
)从钩码质量的特点,结合具体实验要求可做出评价。
本题考查了探究
影响滑动摩擦力大小因素的实验中,二力平衡条件的运用,影响摩擦力
条件的分析,控制变量法的运用,
以及对实验的评价等。
11.
【答案】接触面粗糙程度
匀速直线
甲、乙
当接触面粗粗糙程度相同时,压力
越大,滑动摩擦力越大
【解析】解:
(
1
)由题目情境可知:柏油马路与雨后路面的粗糙程度不同,故可猜想到摩擦力的大
小可能与接触面粗糙程度有关;
(
2
)摩擦力和弹簧测力计的拉力是水平方
向上一对方向相反的力,若物体匀速直线运
动,匀速直线运动状态就是一对平衡状态,此时摩擦力和弹簧
测力计的拉力就是水平方
向的一对平衡力,读出弹簧测力计的示数,就等于摩擦力;
(
3
)要探究滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度的关系,需要控制压力的大小不变,
改变接触
面的粗糙程度,由三幅图中可知甲乙符合要求;
(
4
)由图甲、丙所示实验可知,物
体间接触面的粗糙程度相同,物体间的压力越大,
弹簧测力计所示越大,物体受到的滑动摩擦力越大。
故答案为:(
1
)接触面粗糙程度;(
2
)匀速直线;(
3
)甲、乙;(
4
)当接触面粗粗
糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(
1
)可以根据题目给出的情境“柏油马路”“冰雪路面”的区别来猜想;
(
2
)根据平衡力的知识来分析;
(
3
)要探究滑动摩擦
力的大小和接触面粗糙程度的关系,需要控制压力的大小一定,
从甲、乙、丙中找出符合条件的;
(
4
)分析图甲和图丙控制的变量和改变的量,得出结论。
本题考查了使木
块做匀速直线运动的目的、实验现象分析,熟练应用控制变量法,认真
分析实验现象,即可正确解题。
12.
【答案】水平;匀速直线;接触面的粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越大;
压力大小;
2.2
;大于;小于;铜块在;大于;木
【解析】解:实验
时应沿水平方向拉动物体做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力平衡,
大小相等;
(
1
)由图甲和图乙可知,物体接触面接的粗糙程度相同而物体间的压力不同,压力越
大,物体受到
的滑动摩擦力越大,由此可知:在粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦
力越大.
(
2
)图乙、图丙中,铜块和木块叠在一起,使铜块或木块对水平面的压力相同; <
br>(
3
)甲图测力计的分度值为
0.2N
,所以测力计的示数为
2.2N
;
若物体做加速直线运动,说明拉力大于摩擦力,弹簧测力计读数大于摩擦力;若物
体做
减速直线运动,说明拉力小于摩擦力,弹簧测力计读数小于摩擦力.
(
4
)图乙木块在上,铜块在下,图丙,将铜块在上,此时木块与木板接触,所以图丙
测出的摩擦力大于图
乙摩擦力,可知木块比铜块的表面更加粗糙,此时摩擦力会更大.
故答案为:水平;匀速直线;(1
)接触面的粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越
大;(
2
)压力大
小;(
3
)
2.2
;大于;小于;(
4
)铜块在;大于;木
.
根据二力平衡条件,实验中要沿水平方向拉动木块做匀速直线运动;
(
1
)甲乙接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,根据测力计的示数可得摩擦力大小
与压力大小的关系;
(
2
)从压力大小和接触面粗糙程度方面是否发生变化来分析;
(
3
)在进行测力计的读数时,注意其分度值;
第14页,共17页
p>
若物体做加速直线运动,则合力方向与其运动方向相同,即拉力应大于摩擦力的大小;
若物体减速运动,则合力方向与其运动方向相反,即拉力应小于摩擦力;
(
4
)压力相同,接触面越粗糙.滑动摩擦力越大.
本题应用了控制变量法
来探究影响滑动摩擦力大小的因素,熟练应用控制变量法,知道
实验所控制的变量与实验现象间的关系是
正确解题的关键.
13.
【答案】(
1
)匀速;
1
、2
;当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越
大;
(
2
)不需要控制木板做匀速直线运动,方便实验操作
【解析】
解:(
1
)实验中为了测量滑动摩擦力的大小,应用弹簧测力计沿水平方向匀
速拉动木
块;
由表中实验数据可知,实验序号为
1
、
2
的实验,物体间接触
面的粗糙程度相同而压力
不同,因此分析
1
、
2
两次实验数据可以得
出“当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,
滑动摩擦力越大”。
(
2
)如
图乙所示的实验装置中,木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,该装置
的优点是:不需要控制木板
做匀速直线运动,方便实验操作。
故答案为:(
1
)匀速;
1
、<
br>2
;当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越
大;(
2
)
不需要控制木板做匀速直线运动,方便实验操作。
(
1
)实验时,匀速拉动木块,使
木块做匀速直线运动,木块处于平衡状态,弹簧测力
计的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力,它
们相等。
要探究滑动摩擦力与压力的关系,应控制接触面的粗糙程度相同而压力不同,分析表中
实验数据,得出相应的结论。
(
2
)从方便实验操作、方便读数的角度分析答题。
本题难度不是很大,知道实验的注意事项、正确应用控制变量法、认真分析实验数据,
即可正确
解题。
14.
【答案】压力
甲
水平向左
不需要小车做匀速直线运动,便于实验操作;由于
测力计静止便于读数
【解析】解:
(
1
)滑动摩擦力
f
摩
与对应压力
f
压
关系的图象可知,此图象为正比例图象,摩擦力随压
力的增大而增大,所
以木块对木板的压力越大,木块所受的滑动摩擦力也就越大;比较
甲、乙图象可知,在压力相同时,甲的
摩擦力大于乙的摩擦力,所以甲木板更粗糙;
(
2
)在如图所示的装置中,水平向左
拉动平板小车时,木块相对于小车向右运动,所
以受到的摩擦力的方向为水平向左;
由图2
所示可知,木块与弹簧测力计固定不动,拉动平板小车运动,该实验设计的优点
是:一方
面,不需要木板做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计静止
便于读数。
故答
案为:(
1
)压力;甲;(
2
)水平向左;不需要小车做匀速直线运动,便于
实验操
作;由于测力计静止便于读数。
(
1
)影响滑动摩擦力大小的因素有
:压力,接触面的粗糙程度;分析滑动摩擦力
f
摩
与
对应压力
f压
关系的图象,运用控制变量法得出摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度的
关系;
(
2
)摩擦力的方向始终与相对运动的方向相反;在实验中,木块与弹簧测力计静止不
动,不需要控制木板做匀速直线运动,便于实验操作,便于弹簧测力计读数。
此题是探究“滑动摩擦
力的大小与什么因素有关”的实验,考查了学生对图象的分析能
力,同时还考查了对实验的改进,值得借
鉴。
15.
【答案】(
1
)匀速直线运动;
2.6
第15页,共17页
(
2
)
(
3
)当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力成正比
(
4
)不合理;这么做接触面积变小的同时,压力也变小了,变量不唯一
【解析】【分析】
本题考查的是探究影响摩擦力大小的实验,涉及到的知识点比较多,有:平
衡力、影响
摩擦力大小的因素、实验数据的分析能力,实验中采用的是控制变量法,是中考常考的
实验之一,是一道综合题,也是一道好题。
(
1
)实验中需使物体做匀速直线运动
,此时物体受平衡力的作用,拉力等于摩擦力,
根据图示读出测力计的示数便可知摩擦力的大小;
(
2
)描点法绘制图象注意横纵坐标对应的物理量;
(
3
)从数据上看,接触面粗糙程度一定时,压力越大,受到的摩擦力越大;
(
4
)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,探究滑动摩擦力大小跟接触
面积大小的关系时,控制压力大小和接触面粗糙程度不变。
【解答】
(
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,此时拉力
与摩擦力平衡,大小
相等;
由图甲知,弹簧测力计的分度值为
0.2N
,示数为
2.6N
,所以物体受到的滑动摩擦力的
大小等于拉力等于
2.6N
;
(
2
)用描点法绘制图象,横坐标对应压力大小,纵坐标对应摩擦力大小,如图所示:
;
(
3
)从图象上看出,这是个正比例函数图象,在接触面的粗糙程度一定
时,摩擦力的
大小与压力的大小成正比;
(
4
)因为滑动摩擦力
的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,在研究滑动摩擦
力大小跟接触面面积的关系时,应保持压
力大小和接触面的粗糙程度不变,该同学将木
块沿竖直方向截去一半后,虽然接触面的粗糙程度没变,但
木块对接触面的压力减小了
一半,所以得出了错误的结论。
第16页,共17页
故答案为:(
1
)匀速直线;
2.6
;(
2
) ;(
3
)当接触面
粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力成正比;(
4
)不合理;这么做接触面积变小的同
时,压力也变小了,变量不唯一。
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