题目:

在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,同学们提出以下猜想:
A、可能与物体运动的速度有关 B、可能与接触面的粗糙程度有关.
C、可能与压力的大小有关; D、可能与接触面的面积大小有关
为了验证这些设想,他们利用长方体木块、若干个钩码、弹簧测力计、毛巾和水平的长木板等,进行实验探究,如图所示,并将数据记入下表中:
(1)实验时,先将木块放在水平长木板上,弹簧测力计沿水平方向拉动木块,并使木块做
匀速直线
匀速直线
运动,这样做的目的是使滑动摩擦力与
拉力
拉力
成为一对平衡力;
(2)比较下表的实验1、2数据可知:猜想
A
A
(填字母)是否正确的;
序号 |
实验条件 |
弹簧测力计的 示数/N |
接触面的面积 |
接触面的情况 |
速度m/s |
压力F/N |
1 |
平放 |
木板表面 |
0.1 |
8 |
1.6 |
2 |
平放 |
木板表面 |
0.2 |
8 |
1.6 |
3 |
平放 |
木板表面 |
0.2 |
12 |
2.4 |
4 |
平放 |
木板表面 |
0.2 |
16 |
3.2 |
5 |
侧放 |
木板表面 |
0.2 |
16 |
3.2 |
6 |
竖放 |
木板表面 |
0.2 |
16 |
3.2 |
7 |
平放 |
木板上铺棉布 |
0.2 |
8 |
2.4 |
8 |
平放 |
木板上铺毛巾 |
0.2 |
8 |
4.0 |
(3)分析序号
2、3、4
2、3、4
三组数据,可知猜想C是正确的;对这三组数据特点的分析后,可知滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F大小的关系式是:
f=0.2F
f=0.2F
(关系式用字母f、F与相关的数值表示).
(4)分析序号
4、5、6
4、5、6
三组数据,可知猜想D是
错误
错误
(选“正确”或“错误”)的;
(5)某同学分析实验3、7两组数据后,他认为滑动摩擦力跟接触面的粗糙程度无关;你认为他这种分析方法对吗?
不对
不对
的,原因是
没有控制压力不变
没有控制压力不变
.
答案
匀速直线
拉力
A
2、3、4
f=0.2F
4、5、6
错误
不对
没有控制压力不变
解:
(1)木块在水平方向上受拉力、滑动摩擦力作用,用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力与摩擦力是一对平衡力;
(2)分析1、2的数据可知,物体之间的接触面积和粗糙程度、压力相同,运动的速度不同,是要验证滑动摩擦力的大小是否与物体运动的速度;
(3)要探究滑动摩擦力的大小与压力之间的关系,应控制物体之间的接触面积和粗糙程度、运动速度不变,改变压力的大小,表格中2、3、4三组数据符合;由这三组数据可知,滑动摩擦力的大小与压力大小的比值均为0.2,则滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F大小的关系式是:f=0.2F;
(4)要探究滑动摩擦力的大小与接触面积之间的关系,应控制物体之间的接触的粗糙程度和压力、运动速度相同,改变接触面的面积,表格中4、5、6三组数据符合;由这三组数据可知滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关;
(5)由3、7两组数据可知,没有控制物体间的压力相同,因此这种分析方法是错误的.
故答案为:
(1)匀速直线;拉力;
(2)A;
(3)2、3、4;f=0.2F;
(4)4、5、6;错误;
(5)不对;没有控制压力不变.
考点梳理
探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验;二力平衡条件的应用.
(1)水平匀速拉动木块,木块做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力;
(2)比较实验1、2的数据中相同的量和不同的量得出要验证的猜想;
(3)要验证猜想C,应控制物体之间的接触面积和粗糙程度、运动速度相同,改变压力的大小进行探究,然后分析表格中滑动摩擦力和压力的大小得出两者之间的关系;
(4)要验证猜想D,应控制物体之间的接触的粗糙程度和压力、运动速度相同,改变接触面的面积进行探究,然后分析表格中数据得出两者之间的关系;
(5)要探究滑动摩擦力跟接触面的粗糙程度的关系,应控制接触面积和压力、运动速度相同,改变接触面的粗糙程度进行探究.
(1)滑动摩擦力在物体的接触面上,所以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;
(2)由猜想可知滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度、压力的大小、接触面积的大小等有关,因此在分析实验结论和设计实验步骤时应使用控制变量的方法.
实验题;控制变量法;探究型实验综合题.