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文档简介
实验13探究影响滑动摩擦力大小的因素(解析版)
命题解读
_____________________/
《探究影响滑动摩擦力大小的因素》是课标要求学生必做实验之一,所以此实验是中考试卷实验题中
的常考热点,同时也是力学实验题中出现概率最大的考试内容。为此,在中考实验题备考时,应把《探究
影响滑动摩擦力大小的因素》作为重点实验对待并加以重视。
《探究影响滑动摩擦力大小的因素》重要考试内容有:实验方法、实验设计、实验内容、实验过程、
数据分析和实验结论等。尤其是对实验探究的设计、思路和探究过程以及实验结论是此实验题的主要考试
方向。此实验在中考试卷中所占分值一般在3-7分之间,有的地区分值甚至可达9分之多。
鉴于各地中考命题针对实验探究试题有着不同程度的偏重,也不可能面面俱到地进行考查,这也就给
命题带来了多个角度的可能性。由于考查的环节或是角度不同,考查的方式也就明显不同,因此在平时的
复习中,要尽可能的引导学生对每个知识点、每个环节要做到理解和掌握。
实验梳理
实验探究-影响滑动摩擦力大小的因素
【实验目的】探究影响摩擦力大小的因素。
【实验器材】弹簧测力计,长木板,棉布,毛巾,带钩长方体木块,钩码。
【实验原理】(1)二力平衡条件:作用在物体上的两个力,如果大小相等、方向相反并作用在一条
直线上,这两个力就是平衡力;(2)用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,弹簧测力计
的读数就等于摩擦力大小,这样就测出了摩擦力大小。
【实验步骤】实验装置如图。
丙
一、用弹簧测力计匀速拉动木块,让木块在长木板上做匀速滑动,读出弹簧测力计读数,即木块与长
木板之间的摩擦力;数据计入表格;
二、改变放在木块上的钩码,从而改变木块对长木板的压力,重复步骤一进行试验;
三、把棉布、毛巾铺在长木板上,改变接触面的粗糙程度,重复上述试验。
四、实验表格
试验次数接触面压力大小弹簧测力计读数/N
1木块与长木板无钩码
2木块与长木板有钩码
3木块与棉布无钩码
4木块与毛巾无钩码
五、整理器材。
【实验结论】(1)摩擦力大小跟作用在物体表面的压力有关,压力越大,摩擦力越大:(2)摩擦力
大小跟接触面粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力越大;(3)摩擦力大小跟接触面大小无关;(4)摩
擦力大小跟运动速度无关。
注意事项
(1)实验时所用的木板要足够长,以保证木块在木板上滑动时由匀速直线运动的过程;
(2)实验时应保持拉动弹簧测力计的方向与长木板平行;
(3)实验中要做到匀速拉动木块不好实现,建议采用如下操作:将弹簧测力计的挂钩与木板相连,
拉环处固定,拉动长木板进行实验(如图所示),这样不但方便读数,而且长木板也不需要做匀速直线运
动。
考向点拨
《探究影响滑动摩擦力大小的因素》常考问题:
1.本实验体现两个物理研究方法:控制变量法和转换法;
2.测量摩擦力大小是依据:二力平衡的知识来进行的;
3.要测出摩擦力大小物体应做什么运动:匀速直线运动;
4.转换法应用:通过拉力的大小来反映摩擦力的大小;
5.实验时水平匀速拉动物体的原因:使拉力与摩擦力二一力平衡;
6.对实验目的进行分析,弄清楚自变量、因变量和需要控制的变量。
(1)探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(2)探究滑动摩擦力大小与接触面间压力的关系;
(3)探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系;
(4)探究滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系。
7.如何确定摩擦力大小:匀速运动时,弹簧测力计读数与摩擦力大小相等(二力平衡);
8.可说明摩擦力大小与压力有关的实验步骤:接触面相同,压力不同;
9.摩擦力大小与接触面粗糙程度有关的实验步骤:压力相同,接触面不同;
10.测量误差产生原因:很难做到匀速运动、弹簧测力计在运动中读数会有误差;
1L实验中出现误差的改进方法:可以让弹簧测力计一端固定,另一端勾住木块,将木块水平放置在
长木板上,然后直接拖动长木板,从而读出示数;
12.在木块移动时,如果提高拉力,木块受到的摩擦力大小会不变;
13.实验需要多次测量,得出多组数据的目的是:避免实验偶然性,得出普遍规律;
14.如果在木块移动过程中,不是匀速滑动而是加速滑动,弹簧测力计测出的结果比真实值要偏大;
15.实验结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动
摩擦力越大;
16.弹簧测力计的读数;
17.控制变量法的使用;
18.实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度,拉力大小等无关;
19.添加钩码的目的:为了探究摩擦力大小与压力的关系;
20.根据实验结论找出生活中利用摩擦力的例子:汽车轮胎、自行车把、胶鞋等。
题组训练
A组(中考真题感知)
1.(2023•宿迁)图中两个实验分别是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”和“探究阻力对物体运动
的影响”,以下分析正确的是()。
木板/毛巾
吊一码
木板上触----棉布
,祛码
棉布今~.乡木板
甲乙
A.在图甲实验中,三次木块做匀速直线运动的速度应该相等
B.在图乙实验中,三次小车运动到水平面时的初速度应该相等
C.在图甲实验中,弹簧测力计可以不沿着水平方向拉动木块
D.在图乙实验中,小车所受阻力的改变可以通过在小车上放不同质量的祛码来实现
【答案】Bo
【解析】AC.图甲是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,实验过程中根据二力平衡木块需沿
着水平方向做匀速直线运动,此时摩擦力等于弹簧测力计对木块的拉力,可以通过测力计示数知道大小,
滑动摩擦力受压力的大小与接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关,所以三次木块做匀速直线运
动的速度不用相等,故AC错误;
B.图乙实验是“探究阻力对物体运动的影响”,实验过程中应控制小车到达水平面的速度相同,故B
正确;
D.图乙实验是“探究阻力对物体运动的影响”,如果小车上放不同质量的祛码小车到达水平的速度
就不同,而小车所受阻力的改变是通过改变接触面的粗糙程度来实现的,故D错误。
故选Bo
2.(2023•邵阳)顺顺与利利同学在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时,作了如下猜想:
A.可能与接触的粗糙程度有关
B.可能与压力的大小有关
顺顺同学考虑到在实际操作中很难控制弹簧测力计和滑块一起做匀速直线运动,于是进行了改进:
木板_木板
'———!阳\
—「阳
甲乙一
(1)如图甲,在小桶内装入适量的沙了,使滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动,为了测出滑块
受到的滑动摩擦力大小,应测量_________的重力;
(2)如图乙,在滑块上加祛码,发现需要装入更多的沙子,滑块才能做匀速直线运动。比较甲、乙
两次实验,验证了猜想(选填"A”或"B”)是正确的;
(3)利利同学觉得用钩码代替小桶和沙子可以简化实验操作步骤,他这么做(选填“能”
或“不能”)达到目的。
【答案】①.小桶和沙子;②.B;③.不能。
【解析】(1)[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,此时滑块在水
平方向上受到平衡力的作用,受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,由于使用的是定滑轮,所以拉力的
大小等于小桶和沙子的总重力,为测量滑块受到的滑动摩擦力的大小,应测量小桶和沙子的总重力的大小。
(2)[2]在滑块上加祛码,压力增大,在桶中要装入更多的沙子滑块才能做匀速直线运动,说明此时
的滑动摩擦力变大,需要装入更多的沙子来增大拉力,滑块才能做匀速直线运动,这说明滑动摩擦力的大
小与压力的大小有关,则验证猜想B是正确的。
(3)[3]想用钩码代替沙桶,该方案方便得出拉力的大小,但由于钩码的质量是按整数倍变化的,无
法连续改变拉力的大小,也很难做到使滑块做匀速直线运动,因此不能达到实验目的。
3.(2023•宜昌)小勇利用如图所示的实验装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,在水平桌面边缘固
定一个定滑轮,将弹簧测力计在竖直方向调零后如图固定。在桌面放置一块长木板,将一个长方体木块平
放在长木板上,通过细线绕过定滑轮与测力计相连,并保持细线的4?段竖直、8c段水平。水平向左拉动
长木板,木块相对于桌面保持静止,不计细线的重力和滑轮处的摩擦力。
(1)图中木块受到滑动摩擦力的方向为,根据可知弹簧测力计的示数即为木块受到滑
动摩擦力的大小;
(2)拉动长木板向左运动时(选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动;
(3)在探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时,小勇换用一块质量更大的木块重复上述实验,
发现测力计的示数变大了。由此得出压力越大,滑动摩擦力越大的结论,请你对他的实验做法进行评估:
【答案】①.水平向左;②.二力平衡;③.不需要;④.不正确,没有控制接触面的粗糙程度相同。
【解析】(1)[1]如图所示,当水平向左拉动长木板时,木块受到绳子对它水平向右的拉力,木块有
水平向右的运动趋势,所以木块受到的摩擦力的方向是水平向左。
[2]木块此时相对于地面静止,说明木块受到平衡力的作用,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,
根据二力平衡原理可知,木块受到的摩擦力大小刚好等于弹簧测力计的示数。
(2)[3]拉动长木板向左运动时不需要匀速直线运动,因为不管木板以什么速度被拉动,木块始终
相对于地面是静止的,木块始终受平衡力作用。
(3)[4]小勇换用一块质量更大的木块重复上述实验,发现测力计的示数变大了。由此得出压力越
大,滑动摩擦力越大的结论。题目中没有说明这个换用的木块和木板之间接触面的粗糙程度是否发生改变
就直接得出了结论,所以这个结论是不正确的,因为实验中没有控制接触面粗糙程度相同。
4.(2023•恩施)如图所示,用长木板、木块在水平桌面上,做探究影响滑动摩擦力大小因素的实验。
(1)该实验中测量滑动摩擦力大小的原理是,必需的测量工具是;
(2)要改变木块对接触面的压力,一般是通过来实现。
【答案】①.二力平衡;②.弹簧测力计;③.往木块上面叠加其它物块。
【解析】(1)[1][2]摩擦力的大小无法直接测量,可借助于平衡力的条件,将摩擦力的大小转化成
测力计示数的大小进行测量,所以测量滑动摩擦力的原理是二力平衡;测量方法是把木块放在水平长木板
上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速直线运动,读出这时的弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小,
故必需的测量工具是弹簧测力计。
(2)[3]通过往木块上面叠加其它物块可以改变压力的大小,比如在木块上多叠加若干个木块可以增
加木块对长木板的压力。
5.(2023•株洲)某同学利用图示装置测量滑动摩擦力的大小。水平传送带由微型电动机控制其运转,
(2)本实验除了要保证压块在电子秤上保持静止外,还需控制的条件是(填“①”或"②”)
①水平传送带必须匀速运转②定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平
(3)开启电源,应使皮带轮上方的传送带向(填“左”或“右”)运动,此时滑块受到的滑
动摩擦力方向为水平向(填“左”或“右”)。读出电子秤的示数G,此时滑块所受滑动摩擦力大
小公(用测得的物理量表示)。
【答案】①.方向;②.②;③.左;④.左;⑤.G2-G3.
【解析】(1)[1]如图所示,定滑轮的实质是一个等臂杠杆,此装置中定滑轮的作用是改变力的方向。
(2)[2]本实验要保证压块在电子秤上保持静止,滑块才能相对于压块保持静止,当传送带运转时
滑块受到的摩擦力大小就等于压块对滑块的拉力,所以传送带不一定要匀速运转,但是滑块受到拉力的方
向必须是水平向右的,否则滑块受到的拉力就不等于摩擦力。所以,实验除了要保证压块在电子秤上保持
静止外,还需控制的条件是:定滑轮左侧连接滑块的细绳必须水平。
(3)[3]因为滑块右端和细绳相连,要受到细绳的拉力,所以开启电源后,应使皮带轮上方的传送带
向左运动。
[4]当传送带向左运动时,滑块受到细绳对它向右的拉力,有向右运动的趋势,所以此时滑块受到的
滑动摩擦力方向为水平向左。
[5]如图所示,当传送带运转时,分析压块的受力情况,因为压块通过细绳对滑块的拉力等于滑块受
到的摩擦力£故此时压块受到细绳对它向上的拉力大小也就是£由题意可知,压块还受到竖直向下的
重力6和竖直向上的支持力,也就是电子秤的示数&因为压块静止,受平衡力作用,所以压块受到细绳
对它向上的拉力等于其受到的重力和支持力之差,即此时压块受到细绳对它向上的拉力等于滑块所受摩擦
力大小为/=-G3o
6.(2023•吉林省)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,将木块放在水平木板上,用弹簧
测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动。
甲乙丙
(1)甲图中,弹簧测力计示数为N,根据原理可得,此时木块受到的滑动摩擦力与木块
受到的拉力大小相等;
(2)比较甲、乙两图可得:在接触面粗糙程度相同时,越大,滑动摩擦力越大;
(3)通过比较两图可探究:滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
【答案】①.2.6;②.二力平衡;③.压力;④.乙、丙。
【解析】(1)[1][2]如图甲所示,测力计分度值为0.2N,测力计示数为2.6N,根据二力平衡原理
可知,木块做匀速直线运动时受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反。
(2)[3]比较甲、乙两图,两次实验的接触面相同,乙图中木块对木板的压力较大,测力计的示数
也较大;这说明在接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大。
(3)[4]比较乙、丙两图,两次实验的压力相同,乙图木块在光滑的木板上滑动,丙图木块在粗糙
的毛巾上滑动,丙图中测力计示数较大。这说明滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
7.(2023•南京)如图所示,用细线、长木板、两个完全相同的木块A、B和一个弹簧测力计,在水
平台上探究影响滑动摩擦力大小的因素。
BA-G-ojiiiiiiin>r^>
甲乙丙
(1)实验过程中每次应水平拉动木块,使它沿长木板做直线运动;甲乙两图中测力计示数分
别为1.5N和3N;
(2)比较甲、乙两次实验,可得结论:当接触面粗糙程度相同时,・越大,滑动摩擦力越大;
(3)比较甲、丙两次实验,(选填“能”或“不能”)探究滑动摩擦力大小与接触面积的关
系,理由是.
(4)图丙实验过程中,A、B两物体所受摩擦力占、人的大小关系是人/B=
【答案】①.匀速;②.压力;③.不能;④.没有控制压力大小相等;⑤.等于。
【解析】(1)[1]由二力平衡条件可知,当木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,受到了拉力
和摩擦力是一对平衡力,所以可以用弹簧测力计来测量摩擦力,故应水平拉动木块,使它沿长木板做匀速
直线运动。
(2)[2]观察甲、乙两图发现,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,当压力越大时,弹簧测力计示
数越大,即摩擦力越大,所以可得结论:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[3][4]观察甲、丙两图发现,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,接触面积也不同,由控制
变量法可知,甲、丙两次实验,不能探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系,因为没有控制压力大小相同。
(4)[5]由于图丙中,A、B两个物体对木板的压力大小相同,与木板的接触面粗糙程度也相同,所以
A、B两物体所受摩擦力大小相等。
8.(2023•泰州)小明用不同的力将手掌压在各种不同物体表面上向前推,发现感受不同,猜想滑动
摩擦力的大小可能与下列因素有关:①压力的大小、②接触面的粗糙程度、③接触面的材料种类,为了验
证猜想是否正确,他进行了以下探究:
甲(木板一)乙(木板一)丙(木板二)丁(木板一)
(1)为了测量滑动摩擦力的大小,小明将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,
使其做,此时滑动摩擦力大小弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙两图的实验可知:滑动摩擦力的大小与.有关;
(3)如图甲、丙所示,小明将同一木块分别放在粗糙程度不同的木板一、木板二上测量滑动摩擦力
的大小,此过程控制不变的影响因素是:压力的大小和
(4)实验中发现弹簧测力计示数不易稳定,改用如图丁所示的装置水平拉动长木板,发现弹簧测力
计的示数仍不稳定,可能的原因是:o
【答案】①.匀速直线运动;②.等于##=;③.压力的大小;④.接触面的材料种类;⑤.长木板
表面粗糙程度不同。
【解析】(1)[1][2]滑动摩擦力的大小不能直接测量,为了测量滑动摩擦力的大小,应该使滑动摩
擦力与某个能够使用测力计测量大小的力平衡,此时可通过测力计示数知道滑动摩擦力大小。所以小明将
木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,木块受到测力计的拉力
与滑动摩擦力平衡,此时滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)[3]比较甲、乙两图的实验发现,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,测力计示数不同,可知:
滑动摩擦力的大小与压力的大小有关。
(3)[4]实验在探究过程中,猜想滑动摩擦力的大小可能与下列因素有关:①压力的大小、②接触面
的粗糙程度、③接触面的材料种类,故探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,控制不变的影
响因素是:压力的大小和接触面的材料种类。
(4)[5]改用如图丁所示的装置水平拉动长木板,发现弹簧测力计的示数仍不稳定,则滑动摩擦力大
小发生了变化,根据滑动摩擦力的两个影响因素可知,在压力不变时,可能原因是长木板表面粗糙程度不
同。
9.(2023•本溪、辽阳、葫芦岛)小丹选取了两个弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10N和15N
的两个木块(表面粗糙程度相同)等器材,探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
-o{片七十;升:MB
木板表面木板表面棉布表面木板表面
甲乙丙T
(1)小丹水平匀速直线拉动木块,利用条件可知木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示
数。她分别做了如图甲、乙、丙所示三次实验;
①分析甲、乙两次实验,可以得出接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力的结论;
②分析甲、丙两次实验,可以得出压力相同时,接触面________,滑动摩擦力越大的结论;
③小丹从上述实验联想到生活中瓶盖上设计了花纹,可用(填“①”或“②”)结论进行
解释;
(2)她想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,利用图甲实验做对比分析,又设计
了如图丁所示的实验,使弹簧测力计A始终保持竖直状态,并调整高度,使其示数为N,拉动木
板,当木块相对于地面静止时,弹簧测力计B的示数为1N,分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小
【答案】①.二力平衡;②.越大;③.越粗糙;④.②;⑤.5;⑥.无关。
【解析】(1)[1]探究影响滑动摩擦力大小的因素实验中,水平匀速拉动木块做匀速直线运动,使其
受到平衡力,根据二力平衡可知拉力大小等于摩擦力。
①[2]由甲乙两次实验可知,都在木板上滑动,接触面粗糙程度相同,乙图中压力大,弹簧测力计的
示数大,即滑动摩擦力大,于是可得当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
②[3]由甲丙两次实验可得压力都为10N,接触面一个是木板,一个是毛巾,粗糙程度不同,拉力不同,
摩擦力不同,于是可得压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
③[4]瓶盖设计了花纹,即增大了接触面的粗糙程度,在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度,
增大摩擦力,可用实验②中的结论进行解释。
(2)[5][6]探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,应控制压力和接触面粗糙程度相同,
用弹簧测力计A始终保持竖直状态,并调整高度,使其示数为为5N时,对木板的压力与甲相同为10N,拉
动木板运动,木块相对地面静止,受平衡力,此时弹簧测力计B的示数与甲的相同为1N,分析可得滑动摩
擦力大小与物体重力大小无关。
10.(2023•抚顺、铁岭)小智发现妈妈购买的防滑地垫的A面比B面更粗糙,为了比较A、B两个面
的防滑性,小智利用商家赠送的小块地垫样品和弹簧测力计进行了下列探究:
甲乙丙
(1)如图甲、乙,分别将B、A面与同一水平地面接触,用弹簧测力计水平拉动小块地
垫,根据原理可知滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数;
(2)小智发现完成甲、乙两次实验测得的滑动摩擦力都很小,比较不出A、B两个面的防滑性,于是
又找来一个铁块,在原水平地面上进行了如图丙所示的实验。通过比较甲、丙两次实验,发现当接触面粗
糙程度相同时,越大,滑动摩擦力越;
(3)为了完成探究,保持其他条件不变,在丙图实验的基础上小智只将,测出滑动摩擦
力的大小为2.2N,通过与丙图实验测得的滑动摩擦力相比,选择地垫___________(填“A”或"B”)面
铺在地面上,能更有效地防止地垫在地面上滑动。
【答案】①.匀速直线;②.二力平衡;③.压力;④.大;⑤.A、B两个面对调;⑥.Ao
【解析】(1)[1][2]实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动小块地垫,使其在水平桌面上做匀速直线
运动,根据二力平衡原理,可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)[3][4]比较甲、丙两次实验,接触面粗糙程度相同时,丙中压力越大,测力计示数也越大,摩
擦力越大,可以得到当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[5][6]探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,要控制压力大小相同,故将A、B两个
面对调,可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,地垫A面铺在地上时,弹簧测力计的示数大,
摩擦力较大,能更有效地防止地垫在地面上滑动。
11.(2023•丹东)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小潘同学选择了三块粗糙程度不
同的长木板、一个木块、质量相等的祛码若干、一个弹簧测力计,进行实验:
(1)如图所示,将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做
运动,根据知识可知,木块受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)小潘经过多次实验获得下表中的实验数据:
实验次数实验条件弹簧测力计示数F/N
1木块长木板0.8
2木块上放1个祛码长木板1.0
3木块上放2个祛码长木板1.2
4木块上放1个祛码粗糙长木板1.3
5木块上放1个祛码更粗糙长木板1.7
①分析表中_________三次实验数据,可以得出在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动
摩擦力越;
②分析表中2、4、5三次实验数据,可以得出在相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力
越大;
(3)实验过程中,当弹簧测力计的示数为0.5N时,木块未被拉动,此时木块受到的摩擦力0.5N;
(选填“大于”“小于”或“等于”)
(4)体操运动员上器械前,会在手上涂防滑粉,这是通过增大来增大摩擦力。
【答案】①.匀速直线;②.二力平衡;③.1、2、3;④.大;⑤.压力;⑥.等于;⑦.接触面
粗糙程度。
【解析】(1)[1][2]探究影响滑动摩擦力大小的因素用到的是转换法,通过二力平衡的知识,使物
体受平衡力,即摩擦力等于拉力,故要使木块做匀速直线运动,使其受平衡力,根据二力平衡的知识可知,
木块受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)[3][4][5]由表格中的数据可知,接触面粗糙程度相同,压力不同的是1、2、3三次实验,由实
验数据可知,弹簧测力计示数逐渐增大,由二力平衡可知,摩擦力逐渐增大,故由是1、2、3三次实验数
据,可以得出在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动滑动摩擦力越大;由2、4、5三次实验数
据可以得出,祛码个数相同,即压力相同,接触面的粗糙程度越来越粗糙,弹簧测力计的示数不断增大,
由二力平衡可知,滑动摩擦力逐渐增大,故在压力相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[6]当弹簧测力计的示数为0.5N时,木块未被拉动,处于静止状态,受平衡力,根据二力平衡
的知识可知,此时木块受到的摩擦力等于0.5N,此摩擦力为静摩擦力。
(4)[7]体操运动员上器械前,会在手上涂防滑粉,压力一定时,增大接触面的粗糙程度,增大摩擦
力,故这是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力。
12.(2023•泰安)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)某同学用如图甲所示的方式匀速拉动木块,测量滑动摩擦力,这样操作是(选填“正
确”或“错误”)的;
(2)小明提出如下猜想:A.滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;B.滑动摩擦力的大小与接
触面的粗糙程度有关。小明以巧的速度匀速拉动木块,进行了正确的实验操作,实验探究过程如图所示。
比较图________两次实验,可验证猜想A;比较图________两次实验,可验证猜想B;
(3)如图戊所示,小明以V2的速度匀速拉动木块再次进行实验。已知%>匕,木块重4N,祛码共重
2N,弹簧测力计的示数为2.4N,此时,毛巾对木块的摩擦力为N„
【答案】①.错误;②.丙、丁;③.乙、丙;@.2.4。
【解析】(1)[1]只有用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平
衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小。因甲图中,弹簧测力计沿斜
上方拉动木块,木块对木板的压力减小,故它的示数不等于木块所受的滑动摩擦力,操作是错误的。
(2)[2]验证滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力的关系,应该控制接触面粗糙程度相同,改变压
力大小,由图丙、丁可知,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,可以验证猜想A。
[3]验证滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系,应该控制压力大小相同,改变接触面粗糙程
度,由图乙、丙可知,压力大小相同,接触面粗糙程度不同,可以验证猜想B。
(3)[4]由题意可知,木块做匀速直线运动,所以木块受力平衡,水平方向上受到的拉力与滑动摩擦
力是一对平衡力,大小相等,所以毛巾对木块的摩擦力为2.4N。
13.(2023•济南)小刚注意到很多公共场所都有类似图甲所示的提示牌。他想:摩擦力的大小与接
触面的潮湿程度有什么关系呢?
为了探究这一问题,他找来长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,设计了图乙所示的实验装
置。
(1)为了测出鞋子与地板砖间滑动摩擦力的大小,小刚把长条形地板砖放在水平桌面上,用弹簧测
力计水平拉着鞋子在地板砖上做运动。根据可知,此时弹簧测力计的示数就等于滑动
摩擦力的大小;
(2)小刚用喷雾器向地板砖表面均匀喷雾改变地板砖的潮湿程度,通过实验得到下表中的数据。
喷雾
次数02
摩擦
力勿N.2.6.0.0.8.6.6
请在答题卡相应位置的坐标纸上描点,并用平滑曲线画出摩擦力f与喷雾次数的关系图像
(3)小刚分析数据得出结论:摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大;
(4)小强了解了小刚的实验结论后说:“我知道超市里的收银员清点钞票时为什么手边总放一块湿
海绵了。”小刚说:“你上次数作业本的页数时,还往手上沾唾液呢!”在这两个实例中,都是通过改变
接触面的潮湿程度来的;
(5)驾车行驶在高速公路上,雨天因为摩擦减小容易造成交通事故。请针对这一现象为公路旁的警
示牌设计一条警示语以提醒驾驶员谨慎驾驶。
【答案】①.匀速直线;②.二力平衡;③.如图;④.先增大后减小;⑤.增大摩擦力;⑥.见解
析。
【解析】(1)[1][2]只有鞋子在水平面上进行匀速直线运动,鞋子在水平方向上受到的拉力和滑动
摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以用弹簧测力计水平拉着鞋子在地板砖上做匀速直线运动。
(2)[3]用描点法画出摩擦力?与喷雾次数关系图象,如下图所示:
(3)[4]结合图象,分析数据可以看出喷雾0~4次,摩擦力增大,喷雾4~12次,摩擦力减小,可以
得出摩擦力的大小随接触面潮湿程度的增大先增大后减小。
(4)[5]小强和小刚的两个实例中,都是通过改变接触面的潮湿程度来增大摩擦力的。
(5)[6]公路旁的警示牌警示语:雨天路滑,小心慢行。
14.(2023•自贡)某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,用同一木块分别做
了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
尸甲=L2N尸乙二1.6N一丙=2.0N
⑥
77^777/77777777777777~777777777777777777777~77^777777777777777777~
木板表面木板表面毛巾表面
甲乙丙
(1)甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,根据二力平衡知识,弹簧测力计
对木块的拉力大小滑动摩擦力的大小(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)通过对比甲、乙两次实验可知:在接触面的粗糙程度相同时,越大,滑动摩擦力越大;
(3)通过对比两次实验可知:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系,改变拉动木块的速度,
进行实验,记录的实验数据如下表:
实验次数234
运动速度(m/s)0-30-40.50.6
测力计示数(N)L21.21.2
\\\\\\\\\\\\
T
分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度(选填“有关”或“无关”);
(5)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小伟设计了如图丁所示的实
验装置,该装置的优点是长木板B做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”)。
【答案】①.等于;②.压力;③.甲、丙;④.无关;⑤.不需要。
【解析】(1)[1]甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,木块受到的摩擦力和
拉力是一对平衡力,拉力大小等于滑动摩擦力的大小。
(2)[2]对比甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同而压力不同,压力越大,弹簧测力计示数越大,
则滑动摩擦力越大。
(3)[3]对比甲、丙两次实验:压力相同而接触面粗糙程度不同,接触面越粗糙,弹簧测力计示数越
大,滑动摩擦力越大。
(4)[4]分析实验数据可知:木块运动的速度越来越大,但弹簧测力计示数不变,摩擦力大小不变,
说明滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关。
(5)[5]如图丁,水平向左拉动长木板B,木块A相对地面静止,受到的弹簧测力计的拉力和木板的
滑动摩擦力仍然是一对平衡力,此时长木板B不需要做匀速直线运动。
15.(2023•阿坝州)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,有同学认为滑动摩擦力大小除
了跟压力大小和接触面粗糙程度有关外,还与接触面大小有关。
(1)为了探究这个问题,需要选择合适的木块,你认为他应该选择
A.各面粗糙程度相同的正方体木块
B.各面粗糙程度不相同的正方体木块
C.各面粗糙程度相同、长宽高各不相等的长方体木块
D.各面粗糙程度不相同、长宽高各不相等的长方体木块
(2)在测量摩擦力前,除了观察弹簧测力计的量程和分度值外,还应将弹簧测力计在________(选填
“水平”或“竖直”)方向调零。实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,此时,滑动摩擦力的
大小(选填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计示数。
(3)该同学正确选择木块后,将木块分别平放、竖放、侧放在同一水平面上,沿水平方向匀速拉动木
块,发现三次弹簧测力计的示数均相等,由此得到的结论是:滑动摩擦力的大小与接触面大小
(选填“有关”或“无关”)。
【答案】①.C;②.水平;③.等于;④.无关。
【解析】(1)[1]在探究摩擦力大小与接触面积大小的关系,必须要保证压力与接触面的粗糙程度不变,
只改变接触面积的大小,因此,只有选项C符合题意。
(2)[2]因为实验中弹簧测力计是在水平方向使用的,所以实验前除了要观察弹簧测力计的量程和分度
值外,还应将弹簧测力计在水平方向调零。
[3]实验时应该沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,滑动摩擦力的大小等
于弹簧测力计示数。
(3)[4]实验中改变了接触面大小,但是弹簧测力计的示数均相等,即说明滑动摩擦力的大小与接触面
大小无关。
16.(2023•陕西A)如图,是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
,木块,弹簧测力计在钩码卡.
(1)本次实验前,应在_______方向上对弹簧测力计进行调零;
(2)如图-1,沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,木块受到的拉力大小(选填
“大于”“小于”或“等于”)木块受到的滑动摩擦力大小;
(3)如图-1,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做速度大小不同的匀速直线运动。发现弹簧
测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小(选填“有关”或“无关”);
(4)如图-2,在木块上加放钩码,沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动。改变钩码的数量,
多次实验后得出结论:其他条件一定时,压力越大,滑动摩擦力越。
【答案】①.水平;②.等于;③.无关;④.大。
【解析】(1)[1]因为需要测量水平方向上摩擦力的大小,所以实验前首先应按水平方向对弹簧测力
计进行调零,即测力前要使指针对准零刻度线。
(2)[2]只有沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小
才等于摩擦力的大小。
(3)[3]滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,当接触面的粗糙程度相同和压力
大小相等,无论木块匀速直线运动的速度怎样变化,其受到的滑动摩擦力的大小始终不变。
(4)[4]从图2实验知,接触面的粗糙程度相同,压力不同,且压力越大,测力计示数越大,滑动摩
擦力越大,所得结论的是:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
17.(2023•天津)同学们在观看冰壶比赛时,发现了如下两个现象:
现象一:运动员蹬冰脚的鞋底为橡胶制成,滑行脚的鞋底为塑料制成;
现象二:运动员蹬冰时要用力;
他们认为上述现象与摩擦力的知识有关,于是提出了“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的问题,
并进行了如下探究。
【猜想与假设】根据同学们的发现,猜想滑动摩擦力的大小可能与和有关;
【设计并进行实验】
用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,测出木块受到的滑动摩擦力;进行了三次
实验,如图所示:
1111111•111
【分析与论证】
(1)甲图中,木块受到滑动摩擦力为N;
(2)对比乙、丙两图,可得结论:;
(3)许多情况下摩擦是有用,人们常常设法增大它;请列举在冰壶运动中增大摩擦的措施,并利
用实验结论进行解释。(至少写出一例)o
【答案】①.接触面粗糙程度;②.压力;③.0.6;④.压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力
越大;⑤.蹬冰脚鞋底用橡胶制成,增大接触面粗糙程度。
【解析】[1][2]由于运动员蹬冰脚的鞋底和滑行脚的鞋底的材料不同,所以猜想摩擦力可能与接触面
粗糙程度有关;由于运动员蹬冰时要用力,所以猜想摩擦力可能与压力有关,所以猜想滑动摩擦力的大小
可能与接触面粗糙程度和压力有关。
(1)[3]图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N,则弹簧测力计示数为0.6N,由于用弹簧测力计水平拉
动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,则木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,木块受到的摩擦力等
于拉力,故木块受到的摩擦力等于0.6N。
(2)[4]观察乙、丙两图发现,压力大小相同,毛巾面更粗糙,弹簧测力计示数也更大,所以可得结
论:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)[5]由于蹬冰鞋不能打滑,所以需要增大摩擦力,故蹬冰脚鞋底用橡胶制成,通过增大接触面粗
糙程度,来增大摩擦力。
18.(2023•福建)下图是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验情景。
(1)将木块平放在水平木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做运动。
(2)由图甲可知:此时木块受到的滑动摩擦力大小为No
(3)由图乙和图丙可知:在其他条件相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越0
(4)本实验产生误差的原因是:=(写一条即可)
【答案】①.匀速直线;②.1.2;③.大;④.很难控制木块做匀速直线运动。
【解析】(1)[1]“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验的原理是根据二力平衡,因此应该沿
水平方向拉木块做匀速直线运动。
(2)[2]由二力平衡力可知摩擦力大小与拉力大小相等,图甲弹簧测力计的示数为1.2N,则摩擦力为
1.2No
(3)[3]由图乙、丙可知,接触面的粗糙程度相同,图丙的压力比图乙大,弹簧测力计的示数图丙较
大,即图丙的摩擦力较大,说明在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)[4]本实验产生误差的原因是很难控制木块做匀速直线运动。
B组(限时针对训练)
1.如图所示,小华将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,木块下面是一长木板,实验时
拉着长木板沿水平地面向左运动,木块A处于静止时读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。
在这一过程中,以下说法正确的是()。
F,[LAI-।域:I
A.木块A受到的是静摩擦力
B.木块A相对于地面是运动的
C.木块A所受摩擦力的方向向左
D.拉动木板的速度变大时,弹簧测力计示数变大
【答案】Co
【解析】A.木板与木块之间发生了相对运动,所以木块受到的摩擦力不是静摩擦力。故A错误;
B.以地面为参照物,木块是静止的。故B错误;
C.以地面为参照物,木板向左运动,木块不动;而以木板为参照物,木块是向右运动的,所以,木
块受到的摩擦力方向是向左的。故C正确;
D.滑动摩擦力大小与物体间的相对速度无关,所以当拉动木板的速度变大时,木块受到的摩擦力大
小不变,与其平衡的测力计对木块的拉力也不变,测力计的示数是不变的。故D错误。故选C。
2.用如图所示装置测物体B受到的摩擦力,拉力/水平向右,不计弹簧测力计自重,所用弹簧测力
计已调零。请完成下列问题:
jj§(|illl!llH|)O------------------B
(1)当45N时,物体A保持静止,弹簧测力计示数为零,此时B受到的摩擦力为N;
(2)当代20N时,物体A水平向右做匀速直线运动,弹簧测力计示数为3N且保持不变,此时B受到
的摩擦力大小为N,若增大F,此时B受到的摩擦力(选填“变大”“变小”或“不
变”)。
【答案】0;3;不变。
【解析】(1)[1]由于物体A保持静止,则叠放在A上的物体B也保持静止,又弹簧测力计的示数为
零,即弹簧测力计对物体B没有产生拉力,因此物体B相对于A没有相对运动也没有相对运动的趋势,所
以物体B不受摩擦力,即摩擦力为零。
(2)[2][3]由于物体B处于静止状态,所以B受力平衡;B水平方向上受到的摩擦力与弹簧测力计对
它的拉力是一对平衡力,两个力大小相等,所以摩擦力等于测力计示数,为3N,若增大凡但压力没变,
接触面的粗糙程度没变,此时B受到的摩擦力大小为不变,还是3N。
3.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。
甲(木板表面)乙(木板表面)
(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块A做运动;
(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的关系;比较(选填“甲”
“乙”“丙”或“丁”)两个实验,是为了研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关系;
(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,
原因是;
(5)小明要对实验装置进行改动,如图b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,此时木块A受到的摩擦力方向向
(选填“左”或“右”)O
【答案】匀速直线;丁;压力大小;乙、丙;错误;没有控制压力相等;不一定;左。
【解析】(1)[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)[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)[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。
[4]由图乙、丙所示实验可知,物体间的压力相等而接
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