小明想“探究滑动摩擦力的大小和什么因素有关?”,找来两块质量相同而表面粗糙程度不同的物块A和B,在水平桌面上做了如图所示的四次探究实验。
(1)如图甲实验,小明用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做
(2)通过甲、乙两次实验得出:在
(3)若在甲实验中分别以、
、
的速度水平匀速直线拉动弹簧测力计
,物块A所受摩擦力大小将
(4)通过上述实验过程的数据,可求出在丙实验中物块B受到的摩擦力为
(5)小明在水平桌面上又铺了一条毛巾,做了实验丁,对比
(6)做完上述实验后,小明又利用一个各侧面粗糙程度完全相同的木块,在同一水平桌面上进行了三次实验。如图戊所示,当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动时,弹簧测力计三次示数、
、
的大小关系为
A.
B.
C.
D.
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(1)该同学通过实验操作选取了一个弹簧测力计进行实验,请简单说明如何通过实验操作选取合适的弹簧测力计
(2)在长木板上用弹簧测力计沿水平方向拉动木块时,该同学判断弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力大小的依据是
A.弹簧测力计示数是否稳定
B.木块是否做匀速直线运动
(3)该实验小组完成上述实验后,又选取了毛巾和棉布,在原有实验器材的基础上继续探究“滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系”。实验中,某同学将毛巾平铺在长木板上,如图所示,在毛巾上用弹簧测力计水平拉木块时,发现木块下方的部分毛巾随木块一起由静止开始加速运动,便停止实验。其他同学帮助他固定毛巾不动后,重新开始实验。完成实验后,小组同学分析出部分毛巾随木块一起加速运动的原因是
(2)比较
(3)刚开始小英做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图像如图乙,木块的速度随时间变化的图像如图丙所示,则木块在第7s时的摩擦力为
(4)小丽同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丁所示: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,此时木块相对地面是静止的,木块受到的摩擦力大小为
(5)丁图实验中小丽发现:当F为4N时,木块相对于地面静止且长木板刚好做匀速直线运动,则长木板受到地面的摩擦力大小为
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(1)小明提出如下猜想:①滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;②滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。如果小明要验证猜想①,他应该选择图1中
(2)实验中,小明用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动,此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等,这是利用了
(3)小明分别对猜想①②进行了实验验证,在图1甲、丙实验中弹簧测力计的示数分别为0.8N、1.2N,在图1乙实验中,弹簧测力计的示数如图2所示,示数为
(4)许多情况下摩擦是有用的,但是很多情况下摩擦又是没有用的,例如磁悬浮列车,就是通过
(5)实验后,小明和同学们对实验中存在的问题进行了交流,改进了实验方案,设计了如图3所示的实验装置:将弹簧测力计固定不动,木块挂在弹簧测力计的挂钩上;不拉木块,改为拉动长木板,使长木板与木块相对运动。再次验证了猜想①②得出相同结论。针对实验改进,同学们装出了以下观点,其中不正确的是
A.改进后,拉动长木板时不必保持匀速运动,更易于操作
B.改进后,弹簧测力计示数较稳定,容易读出正确的数值
C.改进后,木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力
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(1)为了测量滑动摩擦力的大小,实验中用弹簧测力计拉着木块在长木板上沿水平方向做匀速直线运动,其利用了
(2)某次实验中弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力f=
(3)为了进行多次实验,该同学采取了在木块上增加砝码个数的方法,测得多组数据并描绘出滑动摩擦力f与作用在长木板上的压力FN的关系图像如图乙所示。物理学中用动摩擦因数表示接触面的粗糙程度,滑动摩擦力与压力之间的关系可表示为f=μFN,则由图像可知他测得的动摩擦因数μ=
①接触面的粗糙程度;
②接触面所受的压力大小;
③接触面积的大小;
小明在水平操作台上通过图中的甲、乙、丙、丁所示实验方案,使用同一木块操作验证这些猜想:(进行甲、乙、丙操作时木块平放;进行丁操作时木块侧立;进行乙操作时木块上放置了一个大砝码;进行丙操作时木板上铺了一块棉布,弹簧测力计的记数如图所示);
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(1)实验时应该用弹簧测力计沿水平方向
(2)如果要验证猜想①,应该选择
(3)如果要验证猜想②,应该选择
(4)如果要验证猜想③,应该选择
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
压力(N) | 3 | 3 | 3 | 6 | 6 | 6 |
接触面情况 | 光滑木板面 | 棉布面 | 毛巾面 | 光滑木板面 | 棉布面 | 毛巾面 |
摩擦力(N) | 1.0 | 1.3 | 2.2 | 2.0 | 4.4 |
(2)分析第1、4或2、5或3、6次实验可得出结论:接触面粗糙程度一定时,
(3)分析第1、2、3或4、5、6次实验可得出结论:接触面所受的压力一定时,接触面越
(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,他由此得出结论“摩擦力与接触面积大小有关”,你认为他的探究过程存在的问题是没有控制
(2)比较甲、丙两次实验不能探究滑动摩擦力与接触面积的关系,理由是
(3)在现有器材的基础上再添加斜面和小车,还可以完成教材中的
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(1)在做甲实验时,应沿水平方向拉动弹簧测力计,使物块做
在甲、乙、丙所示三图中,拉力分别是F1=1N,F2=2N,F3=1.5N,分析甲、乙两图可得:在接触面粗糙程度相同时,
(2)大量实验进一步证明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比。在丙图中物体A上叠放一块与A相同的物体B,用弹簧测力计拉着物体A,使物体B随A一起匀速前进(如图丁所示)。此时弹簧测力计示数为F4,则F4=
(3)下列现象中应用了在图甲、丙实验所得结论的是
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,在地上铺滚木
(4)比较甲、戊实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于戊实验弹簧测力计的示数,小明得出结论: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
(5)实验结束后,在交流的过程中,小明发现有同学将该实验改成了如图己所示的实验装置,将弹簧测力计一端固定,另一端钩住物体A,物体下面是一长木板C,实验时拉着长木板C沿水平地面向左运动,这样改进以后有好多优点,以下不属于其优点的是
A.无需控制木板C做匀速运动
B.弹簧测力计示数更加稳定,便于读数
C.方便实验操作
D.实验原理更加合理正确
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(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着木块在长木板上做
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与
(3)比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,他由此得出结论: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