小明、小红和小王在探究“摩擦力的大小可能跟哪些因素有关”的过程中,分别提到了以下猜想:
小明:摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;
小红:摩擦力的大小可能与接触面间的压力大小有关;
小王:摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两个接触面的接触面积的大小有关;
为了验证上述猜想是否正确,小明选用了一块底面与各个侧面粗糙程度相同的长方体木块,并设计了以下的探究方案:
步骤1:把长方形木块平放在水平的长木板上,用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数(如图甲)
步骤2:在长方形木块上放上砝码(如图乙),用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数.
步骤3:在水平长木板上铺上棉布,把木块平放在棉布上(不加砝码),用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数(如图丙).比较“步骤3”与“步骤1”中弹簧测力计的示数的大小.
(1)当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动,摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,为什么?
(2)步骤2的设计目的是为了验证哪种猜想的正确?
(3)为了检验小王的猜想是否正确,可在上述试验的基础上再增加一个步骤,写出你所设计的这一实验步骤.
(4)在步骤2中,若木块和砝码的总重为0.5N,当用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动时,则砝码与木块摩擦力之间的关系是:______.
A.大于0.5N B.大于零且小于0.5N C.等于0.5N D.等于零
(5)考虑到影响摩擦力的因素教多,在上述探究过程中总要控制某些因素,使他们保持不变,进而寻找摩擦力的大小与另外一个因素的关系,这种研究问题方法叫做“控制变量法”想想看,在我们探究过的哪些物理问题中用到过这种方法?
考点分析:
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某小组的学生在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”时,设计并做了如图(a)、(b)所示的实验,实验记录的数据如右表所示.(棉布表面相对木板表面较粗糙)
(1)每次实验时,必须控制物体在水平木板(或棉布)表面上做______运动.
(2)请将表格内空缺处的实验数据填写完整.
(3)分析、比较实验序号______中的实验数据及相关条件表明:当接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比.
(4)分析、比较实验序号1与3(或2与4)中的实验数据及相关条件表明:______.
(5)进一步分析、比较表中的实验数据及相关条件,甲、乙两位同学得出以下结论:
甲的实验结论:“当物体的重力一定时,接触面越粗糙,弹簧测力计的示数也越大”.
乙的实验结论:“当接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力的比值也相同.当接触面的粗糙程度不同时,滑动摩擦力与压力的比值也不同”.
你认为,甲同学的结论______,乙同学的结论______(均选填“错误”、“合理但不完整”或“合理且完整”).
实验序号 | 接触面 | 压力 | 弹簧测力计示数(N) | 滑动摩擦力(N) |
1 | 木板 | 100 | 1.3 | |
2 | 木板 | 200 | 2.6 | |
3 | 棉布 | 100 | 2.1 | |
4 | 棉布 | 200 | 4.2 | |
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小明在学习摩擦力一节时,为了探究滑动摩擦力跟压力关系,设计了如图(甲)实验装置:
(1)将长木板放在水平桌面上,在木块的钩码孔中加钩码,使木块总质量为200克;
(2)沿水平方向,缓慢地拉动测力计,使木块做匀速直线运动,读出______,这个示数即为滑动摩擦力大小.
(3)分别将木块和所加钩码的总质量增至400克、600克进行实验,设计一个表格,记录实验数据(g取10N/kg).
(4)另一组同学小华对实验进行了改进,装置如图乙:将木块用测力计水平拉住,测力计另一端固定在桌上一侧;细线一端和砂桶连接,另一端跨过定滑轮和长木板相连.实验时在砂桶中加砂,使长木板运动.若长木板匀速度运动,木块和长木板之间的滑动摩擦力______测力计读数;若长木板加速运动,则木块和长木板之间的滑动摩擦力______测力计读数.(选填“大于”、“等于”、“小于”)
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如图所示,用弹簧测力计水平拉着同一木块,使它分别在水平桌面上和并排在桌面上的几根圆木棍上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数分别为3N和1N.以下说法不正确的是( )
A.用这组实验可以比较滑动摩擦力和滚动摩擦力的大小
B.用这组实验研究摩擦力时要用到二力平衡的知识
C.由这组实验可以得出接触面越光滑,滑动摩擦力越小的结论
D.由这组实验可以得出木块受到的滑动摩擦力和滚动摩擦力的大小分别为3N和1N
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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,木块下面是长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块A 所受摩擦力大小.在木板运动的过程中,以下说法正确的是( )
A.木块A受到的是滑动摩擦力
B.木块A相对于地面是运动的
C.拉动速度变大时,弹簧测力计示数变大
D.木块A所受摩擦力的方向向左
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某同学用水平推力推静止在平直公路上的汽车,没有推动,则下列说法正确的是( )
A.因为推力小于汽车的重力,所以汽车未被推动
B.因为推力小于汽车所受的阻力,所以汽车未被推动
C.虽然汽车未被推动,但推力一定等于汽车的重力
D.虽然汽车未被推动,但推力等于汽车所受的阻力
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