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2023年人教版初中物理八年级下册重难点专题:探究影响摩擦力的因素

2023年人教版初中物理八年级下册重难点专题:探究影响摩擦力的因素
一、实验探究题
1.(2023八下·长春期中) 小明在班级大扫除时,发现有些同学的桌子容易推动,有些桌子不易推动,于是按如下步骤探究了“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:
(1)为了使弹簧测力计的示数等于物块所受的摩擦力,小明在进行甲、乙、丙三次实验时必须拉动弹簧测力计并使物块做    运动;
(2)由    两图可知:当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)实验后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。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,用3N的力拉木板时,弹簧测力计的示数为1.2N,则此时木块A所受滑动摩擦力为    N. 。
【答案】(1)匀速直线
(2)甲乙
(3)1.2
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)为了使弹簧测力计的示数等于物块所受的摩擦力,小明在进行甲、乙、丙三次实验时必须拉动弹簧测力计并使物块做匀速直线运动;
(2)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,必须控制压力相等,改变接触面粗糙程度,故选实验甲和乙;
(3)根据图片可知,木块A保持静止状态,则它受到的摩擦力与拉力相互平衡,则木块受到的摩擦力f=F测力计=1.2N。
【分析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等。
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)对木块进行受力分析,根据二力平衡的知识分析解答。
2.(2023八下·朝阳期中)如图是“探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验。
(1)实验中,应沿水平方向拉着木块做   运动,根据    知识,测出木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)图甲中,木块所受滑动摩擦力的大小为 N。
(3)由甲、丙两次实验,   (选填“能”或“不能”)得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论,原因是   。
【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)2
(3)不能;没有控制压力大小相同
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验中,应沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,根据二力平衡知识,测出木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)根据甲图可知,弹簧测力计的示数为2N,根据二力平衡的知识可知,此时木块受到的摩擦力等于拉力,即f=F=2N。
(3)在甲和丙中,一个由砝码,一个没砝码,则木块对接触面的压力不同,且接触面的粗糙程度不同,那么得到:由甲、丙两次实验,不能得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论,原因是没有控制压力大小相同。
【分析】(1)当木块在水平方向做匀速直线运动时,它受到的拉力与摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。
(2)根据二力平衡的知识计算木块受到的摩擦力;
(3)根据图片分析甲和丙中哪个因素不同即可,然后根据控制变量法的要求解答。
3.(2023八下·抚松期中)为了探究力与运动的关系,小明设计了如图所示实验:
(1)三次实验中让小车从斜面同-高度由静止自由下滑,是为了使小车在水平面上开始运动的速度   。
(2)实验结论是水平面越光滑,小车受到的摩擦力越   ,速度减小得越   。
(3)根据实验结论并推理得出牛顿第一定律,从而提示了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体   的原因。
【答案】(1)相同
(2)小;慢
(3)运动状态
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】在探究力和运动关系的实验中,
(1)三次实验中,让小车从斜面同一高度由静止自由下滑,是为了使小车在水平面上开始运动的速度相同;
(2)根据实验现象,可以得出的结论是:水平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,速度减小得越慢就;
(3)根据实验结论并推理得出牛顿第一定律,从而提示了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
【分析】(1)物体下落的高度相同,到达水平面时的速度相同;
(2)水平面越光滑,物体受到的阻力越小,运动的物体速度减小的越慢;
(3)力是改变物体运动状态的原因。
4.(2023·龙岗模拟)物理小组成员购买了两双质量不同的运动鞋,为了比较两双鞋子的防滑性,需要测量摩擦力大小,物理小组成员各取其中一只鞋A和B,在水平桌面上进行如图所示的四次实验:
(1)四次实验均需拉着鞋子做   运动,图③中A鞋子所受的摩擦力为   N。
(2)根据   (选填序号)两次实验,可知   (选填“A"或“B")鞋的防滑性更好。
(3)④图中,若拉力增大为5N,则鞋子B所受摩擦力为   N。
【答案】(1)匀速直线;4.4
(2)③④;B
(3)4.6
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)探究鞋子的防滑性时,是探究鞋子受到的摩擦力需要拉动鞋子做匀速直线运动;根据图③,测力计指针位置在4.4N,根据二力平衡,判断摩擦力为4.4N;
(2)探究AB鞋子受到的摩擦力时,需要保持压力相同,所以两种鞋子分别叠放,根据拉力判断摩擦力大小,所以选择图像③④,当B在下时,滑动摩擦力更大,B的防滑性能好;
(3)在图④中,拉力变大,但压力和接触面的粗糙程度一定,滑动摩擦力不变,仍为4.6N。
【分析】(1)探究滑动摩擦力时,需要使物体匀速直线运动;根据测力计指针位置,测量摩擦力;
(2)探究接触面的防滑性时,需要保持压力相等;
(3)压力和接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力不变。
5.(2023八下·江阴期中)用如图所示装置测物体B受到的摩擦力,拉力F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:
(1)当F=5N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F=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】(1)0
(2)3;不变
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)探究摩擦力的影响因素时,当F=5N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0N;
(2)当F=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3N,若增大F,此时B受到的摩擦力不变。
【分析】(1)静止的物体受到的拉力为0时,摩擦力为0;
(2)压力和接触面的粗糙程度一定时,拉力变大,滑动摩擦力不变。
6.(2023八下·长春期中)同学们利用如图甲所示的实验装置,探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)实验中,应在水平方向拉着木块做    运动,根据    可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)第一组同学在同一木板上进行了多次实验,根据测量数据作出图乙的图像。分析图像可以得出的结论是: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    比。多次实验的目的是为了    ;
(3)如丙图,把很多本封面材料相同的书叠放在水平桌面上,从这叠书中抽出书本B比抽出书本A需要更大的力,原因是    ;
(4)第二组同学设计了如丁图所示的实验改进方案,此方案的优点是:   。
【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)正;避免偶然性
(3)A受到的摩擦力小
(4)读数时弹簧测力计示数稳定
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验中,应在水平方向拉着木块做匀速直线运动,根据二力平衡可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)根据图乙可知,摩擦力随压力变化的图像为一条通过坐标原点的斜线,则可以得出的结论是: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。多次实验的目的是为了避免偶然性;
(3)如丙图,把很多本封面材料相同的书叠放在水平桌面上,从这叠书中抽出书本B比抽出书本A需要更大的力,原因是:B比A受到的压力更大,则B比A受到更大的摩擦力;
(4)第二组同学设计了如丁图所示的实验改进方案,此方案的优点是读数时弹簧测力计示数稳定。
【分析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的拉力与摩擦力相互平衡,即二者的大小相等,方向相反。
(2)根据图乙中图像的形状却摩擦力与压力的数量关系。根据多次测量的实验目的解答。
(3)根据影响摩擦力的因素解答;
(4)当拉动下面的木板时,无论木板是否匀速运动,木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变,即木块受到的摩擦力不变。根据二力平衡的知识可知,弹簧测力计的示数等于A受到的摩擦力,即示数保持不变,可以很方便的读出示数。
7.(2023八下·武昌期中)小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:
(1)为了使弹簧测力计的示数等于物块所受的摩擦力,小明在进行甲、乙、丙三次实验时必须拉动弹簧测力计并使物块做   运动;
(2)由   两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)实验后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。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,该装置在操作上的优点是   (任意答一点)。实验中小丽发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为   N。
【答案】(1)匀速直线
(2)甲丙
(3)不用匀速拉动木板;1.8
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)为了使弹簧测力计的示数等于物块所受的摩擦力,小明在进行甲、乙、丙三次实验时必须拉动弹簧测力计并使物块做匀速直线运动;
(2)探究滑动摩擦力与压力的关系时,必须控制接触面粗糙程度相同,只改变压力,故选甲丙。
(3)小丽设计了如图丁所示的实验装置,该装置在操作上的优点是:不用匀速拉动木板。
根据甲图可知,当A在B上做匀速直线运动时,测力计的示数为1.2N。根据二力平衡的知识可知,A、B之间摩擦力为1.2N。根据丁图可知,B受到A的摩擦力还是1.2N。
在丁图中,木板B受到向左的拉力3N,向右地面施加的摩擦力和A施加的摩擦力,即F=fA+f地,也就是
3N=1.2N+f地,解得:f地=1.8N。
【分析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的拉力与摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)在图丁中,无论下面的木板是否匀速直线运动,上面的物体A对木板的压力和接触面的粗糙程度不变,因此它受到的摩擦力不变。对木板进行受力分析,根据二力平衡的知识计算地面对木板的摩擦力。
8.(2023八下·抚松期中)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,实验器材有:粗糙程度均匀的长木板一块、质量相等的表面粗糙的木块和表面光滑的铝块各一个、弹簧测力计一只。
(1)用弹簧测力计水平匀速拉动木块,根据   知识,测出木块与接触面之间的滑动摩擦力大小。分别进行了如图甲、乙、丙所示的三次实验,三次弹簧测力计示数分别为F1、F2、F3,且F3>F1>F2,在图丙中,弹簧测力计的示数F3为    N;
(2)对比甲、丙两图实验可得:接触面粗糙程度相同时,   ;
(3)小洋发现上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置(如图丁所示),此实验装置的优点是   ;
(4)请为小洋班拔河比赛的筹备工作提一个建议:   。
【答案】(1)二力平衡;2.4
(2)压力越大,滑动摩擦力越大
(3)木板不一定要做匀速直线运动
(4)选体重大的同学(或穿鞋底粗糙的鞋)
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,
(1)用弹簧测力计水平匀速拉动木块,根据二力平衡,测出木块与接触面之间的滑动摩擦力大小;在图丙中,弹簧测力计的指针在刻度板2后3格,示数F3为2.4 N;
(2)对比甲、丙两图实验,压力不同:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,改装为如图丁,拉动木块下的木板,此实验装置的优点是木板不一定要做匀速直线运动;
(4)因为压力越大,滑动摩擦力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,为了拔河比赛获胜,可以选体重大的同学或穿鞋底粗糙的鞋。
【分析】(1)根据二力平衡,测量拉力等于物体受到的摩擦力;
(2)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)物体固定,拉力物体下面的接触面,不一定匀速直线运动;
(4)增大压力或接触面变粗糙,滑动摩擦力变大。
9.(2023八下·路南期中)实验小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,小南有如下猜想
A.滑动摩擦力大小与压力大小有关;
B.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关;
为此小南进行了如图所示的实验:
(1)实验过程中,需用弹簧测力计拉动木块做   运动,此时滑动摩擦力大小等于拉力大小。
(2)由图甲和图乙比较测力计示数,>,可验证猜想   (选填“A”或“B”)正确,并可得到结论:接触面粗糙程度相同时,   。
(3)在探究滑动摩擦力与接触面粗程度的关系时,小明和小南对于选择接触面有不同想法: 丙图所示毛巾表面,丁图所示粗糙的木板表面,你认为应该选   (填图的序号) 更科学,理由是   。
【答案】(1)匀速直线
(2)A;压力越大,滑动摩擦力越大
(3)丁;保持接触面的材料相同
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)根据二力平衡知识,匀速拉动弹簧测力计,可以直接从弹簧测力计上读出摩擦力的大小;
(2)甲图和乙图唯一区别就是压力不一样,所以研究的是压力与摩擦力的关系故选A,接触面粗糙程度相同时,压力越大摩擦力越大;
(3)探究接触面的粗糙程度应该保持压力不变和接触面的材料相同,甲和丁较为科学;
【分析】影响摩擦力的因素是接触面的粗糙程度和压力,是典型的控制变量法,研究摩擦力与接触面的粗糙程度时,应控制压力不变,研究摩擦力与压力的关系时应控制接触面的粗糙程度相同。
10.(2023八下·长岭期中)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,装置如图所示。
(1)实验中,必须使弹簧测力计沿水平方向拉动木块做   运动,此时根据   知:滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)在甲、乙、丙三次实验中,分析   两次实验可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关;分析   两次实验可知,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)大量实验表明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力大小成正比,若丙图的实验过程中测得摩擦力为2N,在丙图的物块A上叠放一块与A相同的物块B,如丁图所示,则此时拉动木块A运动过程中的摩擦力为   N。
(4)一个同学认为滑动摩擦力大小还与接触面积的大小有关,于是他设计了一个实验方案。下面是该方案中的一个环节:“将两个材质和平滑程度均相同、体积不同的木块放在同一水平桌面上,让两个木块与桌面的接触面积不同。”他对这个环节的设计是   的,原因是   。
【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)甲和乙;甲和丙
(3)4
(4)错误;没有控制压力相等
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】探究滑动摩擦力的影响因素时,
(1)实验中,弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,根据二力平衡知:滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)在甲、乙、丙三次实验中,分析甲和乙两次实验,压力不同,可以探究滑动摩擦力的大小与压力大小有关;分析甲和丙两次实验,压力相同,接触面的粗糙程度不同摩擦力不同,可知,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(3)在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力大小成正比,若丙图的实验过程中测得摩擦力为2N,在丙图的物块A上叠放一块与A相同的物块B,如丁图,压力增大2倍,物体受到的摩擦力增大为原来的2倍,摩擦力为4N;
(4)一个同学认为滑动摩擦力大小还与接触面积的大小有关,于是他设计了一个实验方案。下面是该方案中的一个环节:将两个材质和平滑程度均相同、体积不同的木块放在同一水平桌面上,由于材质相同而体积不同,物体的质量不同,对水平面的压力不同,让两个木块与桌面的接触面积不同。他对这个环节的设计是没有控制压力相等,是错误的。
【分析】(1)探究滑动摩擦力的影响因素时,水平拉动物体匀速直线运动,测量的拉力等于摩擦力;
(2)压力一定时,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(3)接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(4)压力和接触面的粗糙程度相同,改变受力面积,滑动摩擦力的大小不变。
11.(2023·深圳模拟)在学习“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验后,实验小组的同学根据自己理解重新设计了一套实验装置,如图甲所示。
(1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做   运动,此时弹簧测力计的示数   木块所受滑动摩擦力的大小;
(2)在木块上加放砝码,是为了探究滑动摩擦力大小与   的关系;在长木板上铺上棉布或毛巾,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面的   关系;
(3)小东认为,这个实验首先应该探究物体运动速度是否会影响滑动摩擦力大小,否则不能排除该因素对实验的影响。于是他设计了如图乙所示的实验装置。启动传送带。使其以不同的速度转动,待示数稳定,观察到弹簧测力计的示数并没有发生变化。这说明滑动摩擦力大小与物体运动速度大小   (选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)匀速直线;等于
(2)压力大小;粗糙程度
(3)无关
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小;
(2)在木块上加放砝码,则木块对桌面的压力增大,是为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系;
在长木板上铺上棉布或毛巾,则接触面的粗糙程度变化,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系;
(3)启动传送带。使其以不同的速度转动,待示数稳定,观察到弹簧测力计的示数并没有发生变化。这说明滑动摩擦力大小与物体运动速度大小无关。
【分析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的摩擦力与拉力相互平衡,即二者大小相等,方向相反;
(2)根据描述分析哪个因素发生改变即可;
(3)当弹簧测力计的示数稳定时,它的示数等于物体受到的摩擦力。测力计的示数不变,则木块受到的摩擦力不变,据此分析解答。
12.(2023·南宁模拟)小明设计了如图甲所示的实验装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)弹簧测力计水平向右拉着物块A做匀速直线运动时,滑动摩擦力的大小    (填“大于”、“小于”或“等于”)测力计的示数;
(2)小明在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,并根据测量数据作出了如图乙所示图像中的图线①,实验过程中需要控制的变量是    ;在同一次实验中,如果小明用更大的速度匀速拉物块A,则根据测量数据作出的图线会是    ;在长木板上铺上毛巾再次实验;则根据测量数据作出的图线会是    (以上两空均填“①”、“②”或“③”);
(3)如图丙所示改进实验,用测力计C水平拉动木板,当物块A相对地面静止且木板刚好做匀速直线运动时,物块A受到的滑动摩擦力大小等于    测力计(填“B”或“C”)的示数。
【答案】(1)等于
(2)接触面的粗糙程度;①;③
(3)B
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)弹簧测力计水平向右拉着物块A做匀速直线运动时,它处于平衡状态,即滑动摩擦力的大小等于测力计的示数;
(2)①小明在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,此时需要控制的变量为接触面的粗糙程度,只改变压力。
②在同一次实验中,物体A对接触面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此木块受到的摩擦力不变,那么图线应该是①;
③在长木板上铺上毛巾,则接触面的粗糙程度变大,那么木块受到的摩擦力增大,故选③。
(3)如图丙所示改进实验,用测力计C水平拉动木板,当物块A相对地面静止且木板刚好做匀速直线运动时,此时木块A处于平衡状态,即它受到测力计B的拉力和摩擦力大小相等。
【分析】(1)根据二力平衡的知识分析;
(2)①根据控制变量法的要求分析解答。
②根据影响滑动摩擦力的因素分析摩擦力是否会改变即可。
③根据接触面粗糙程度对摩擦力的影响分析。
(3)根据二力平衡的知识分析解答。
13.(2023·东莞模拟)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。
(1)图中的   两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;
(2)若要探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关,将木块竖直切成大小不同的两块,这种做法合理吗?   ,理由是   ;
(3)为了便于读数,将实验器材进行改进,如图丁所示,当F=3N时,木块A相对于地面静止且长木板B恰好做匀速直线运动,则木板B受到地面的摩擦力的大小是   N;
(4)另一小组做了图的实验,水平地面上的物体C受到方向不变的拉力的作用,F﹣t、v﹣t图像分别如图所示,那么物体C在第5秒时受到的摩擦力是   N。
【答案】(1)甲丙
(2)不合理;没有控制压力大小不变
(3)1.5
(4)4
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)在探究滑动摩擦力的影响因素时,若探究滑动摩擦力和接触面的粗糙程度有关,需要保持压力相同,而接触面不同,所以需要选择甲、丙两图;
(2)若要探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关,将木块竖直切成大小不同的两块,这种做法不合理,因为切开木块后,压力改变了;
(3)为了便于读数,将实验器材进行改进,如图丁,当F=3N时,木块A相对于地面静止,但相对于木板B是运动的,根据甲图,当压力和接触面的粗糙程度相同时,拉力为1.5N,滑动摩擦力为1.5N,说明此时甲受到1.5N的摩擦力,木板B受到的摩擦力也是1.5N,拉动B匀速直线运动时,B受到平衡力,A对B有1.5N的摩擦力,而拉力是3N,所以B受到地面的摩擦力是1.5N;
(4)根据图2,当拉动物体匀速直线运动时,c中的6-9s在匀速直线运动,此时的拉力为4N,说明摩擦力为4N,在第5s时,物体在6N拉力的作用下加速运动,由于压力和接触面的粗糙程度不变,此时的摩擦力仍为4N。
【分析】(1)探究滑动摩擦力和接触面的粗糙程度的关系时,需要保持压力相同;
(2)探究滑动摩擦力和接触面积的关系时,需要保持压力和接触面的粗糙程度相同;
(3)根据物体受到的力和方向,计算合力;
(4)当压力和接触面的粗糙程度一定时,摩擦力大小不变。
14.(2023八下·南川期中)小华为了探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,利用大小形状完全相同的铜块和木块进行了如图所示的实验探究过程。
(1)实验中弹簧测力计拉着物体沿水平方向做   运动,根据   原理,弹簧测力计读数等于物体所受到的滑动摩擦力;
(2)按正确的实验操作,某次实验时弹簧测力计的示数如图甲所示,则此时木块受到的滑动摩擦力为   N。若使图甲中木块的运动速度由变为,木块受到的滑动摩擦力将   (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)将铜块和木块按图乙、丙的方式叠在一起,目的是使长木板受到的   相同,研究滑动摩擦力与   的关系;下列生活实例中应用了滑动摩擦力的是   。
A.将物理书压在竖直墙面上静止不动
B.考试时,用橡皮擦掉物理答题卡上做错的作图题
(4)综合分析图甲、乙和丙可知:在压力不变时,物体间的接触面越粗糙,滑动摩擦力   ,在接触面粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力   。
【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)2.2;不变
(3)压力大小;接触面粗糙程度;B
(4)越大;越大
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验中弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,根据二力平衡原理,弹簧测力计读数等于物体所受到的滑动摩擦力;
(2)根据甲图可知,测力计的分度值为0.2N,则测力计的示数为2.2N。根据二力平衡的知识可知,木块受到的滑动摩擦力为2.2N。
当木块的速度增大时,它对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此它受到的摩擦力不变。
(3)将铜块和木块按图乙、丙的方式叠在一起,则二者的总重力不变,而对地面的压力等于总重力,那么目的是使长木板受到的压力相同;铜块和木块的下表面的粗糙程度不同,因此研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
A.将物理书压在竖直墙面上静止不动,此时物理书受到向上的静摩擦力;
B.考试时,用橡皮擦掉物理答题卡上做错的作图题,此时橡皮擦受到滑动摩擦力。
故选B。
(4)根据图片可知,乙中摩擦力为3N,丙中摩擦力为3.2N。
甲和乙进行比较可知,当接触面粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力越大;
乙和丙比较可知,当压力相等时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
【分析】(1)当物体在水平方向上做匀速直线运动时,它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反;
(2)根据甲图确定测力计的分度值,读出测力计的拉力,再根据二力平衡的原理计算出摩擦力。根据影响滑动摩擦力的因素分析解答。
(3)根据乙丙两图确定哪个因素相同,哪个因素不同即可。分析两个选项中摩擦力的种类即可。
(4)根据图片分别读出乙和丙中测力计的示数,从而得到对应摩擦力的大小,进而得到实验结论。
15.(2023八下·岱岳期中)如图所示,小明在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)实验时应该用弹簧测力计沿水平方向   拉动木块,根据二力平衡的知识可知,滑动摩擦力大小   拉力大小。(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)他的三次实验情况分别如图甲、乙、丙所示,分别用F1=1.5N,F2=2.2N,F3=2N的拉力拉着物块A匀速运动;
①分析甲、乙两图可得:在接触面粗糙程度相同时,   ,滑动摩擦力越大;分析   两图可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
②如图丁所示,在物块A上叠放与A完全相同的物块B,用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随物块A一起匀速运动,此时弹簧测力计示数为   N,此时B物体受到的摩擦力为   N;
③将B取下,改用一水平推力推动物块A,B一起匀速运动,如图戊所示,则推力   N,对比   两图可得出:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小   (选填“有关”或“无关”);
(3)下列实验中采用了与本实验相同的研究方法的是___________。
A.探究影响液体压强与哪些因素有关
B.探究光的传播路径和方向时,引入光线
C.探究平面镜成像特点时使用两只完全相同的蜡烛
D.探究压力的作用效果跟什么因素有关
【答案】(1)匀速;等于
(2)压力越大;甲、丙;4;0;4;丁、戊;无关
(3)A;D
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验时应该用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,根据二力平衡的知识可知,滑动摩擦力大小等于拉力大小。
(2)①甲中无砝码,乙中有砝码,则二者压力不同,那么分析甲、乙两图可得:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的影响时,必须控制压力相同,只改变接触面,故选实验甲和丙;
②比较丙和丁可知,二者接触面的粗糙程度相同,丁对地面的压力是丙对地面的压力的2倍,则丁中受到的摩擦力是丙中摩擦力的2倍。两次都做匀速直线运动,则拉力都等于摩擦力,那么丁中拉力是丙中拉力的2倍,即F4=2F3=2×2N=4N。
物体B和物体A保持相对静止状态,二者之间没有摩擦力,即B受到摩擦力为0N;
③将丁和戊比较可知,A和B对地面的压力和接触面的粗糙程度相同,则它们受到的滑动摩擦力相同,还是4N。根据二力平衡可知,拉力F5=4N。
综上所述,两次实验接触面积大小不同,但是摩擦力相等,那么得到:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
(3)A.探究影响液体压强与哪些因素有关,实验了控制变量法;
B.探究光的传播路径和方向时,引入光线 ,使用了模型法;
C.探究平面镜成像特点时使用两只完全相同的蜡烛,使用等效替代法;
D.探究压力的作用效果跟什么因素有关,使用控制变量法。
故选AD。
【分析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等。
(2)①根据图片确定甲和乙中哪个因素不同;根据控制变量法的要求选择对照实验;
②将丙和丁进行比较,确定二者压力的关系,据此推算受到摩擦力的变化,并计算出F4的数值;
③将图丁和图戊进行比较,注意压力和接触面粗糙程度的变化,从而确定摩擦力的变化,最终得到滑动摩擦力与接触面积的关系;
(3)分析各个选项中使用的物理研究方法即可。
16.(2023·河北模拟)小明用木块、木板、毛巾、玻璃板、砝码、弹簧测力计等器材探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)木块在水平面上被拉动时所受滑动摩擦力的大小无法直接测量,可依据二力平衡的条件,拉动木块做匀速直线运动,则滑动摩擦力的大小等于   的大小;
(2)实验过程如图所示(木块均做匀速直线运动),其中;
①相比甲实验,乙、丙实验中木块上增加砝码是为了增大   (选填“砝码对木块”、“木块对木板”或“木板对桌面”)的压力;
②对比甲、丁、戊三次实验可知:压力相同时,   滑动摩擦力越大;
(3)要探究滑动摩擦力大小跟物体运动速度是否有关,需要保持   和   不变,只改变   ;
(4)本实验主要的研究方法是控制变量法,下列实验中也用到了这种方法的是____________。
A.探究压力的作用效果跟什么因素有关
B.探究杠杆的平衡条件
C.测量固体的密度
【答案】(1)弹簧测力计对木块的拉力
(2)木块对木板;接触面越粗糙
(3)压力大小;接触面粗糙程度;物体运动速度
(4)A
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力产生的条件;增大或减小摩擦的方法;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)物体平衡状态下,合外力为0。所以当拉动木块做匀速运动时,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力大小;(2)①增加是为了增大木块对木板的压力;②压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)探究滑动摩擦力大小与运动速度是否有关,需要控制压力与接触面粗糙程度相同,改变物体运动的速度;
(4)A:控制变量法
【分析】滑动摩擦力大小与压力、接触面的粗糙程度有关;该实验方法为控制变量法。
17.(2023八下·江阴期中)小红同学下图所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,A、B是两个完全相同的长方体。
(1)实验前应将弹簧测力计水平放置并   。每次实验都应该用弹簧测力计沿水平方向拉动物体做   运动,根据   知识可知,弹簧测力计的示数等于物体所受的滑动摩擦力;
(2)①②两次实验说明:在接触面粗糙程度相同时,   ,滑动摩擦力越大;
(3)比较实验   (选填序号),可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关;
(4)在实验③中物块A所受的滑动摩擦力为   N,实验④中物块B所受的滑动摩擦力为   N;
(5)在操作过程中小红还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使长方体在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图⑤所示。此过程中,木块处于   (平衡/非平衡)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/不是)一对平衡力,与实验①比较,滑动摩擦力   。 (选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1)校零;匀速直线;二力平衡
(2)压力越大
(3)②③
(4)0.6;0
(5)平衡;不是;变小
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】探究滑动摩擦力的影响因素时,
(1)实验前应将弹簧测力计水平放置并校零,实验应该用弹簧测力计沿水平方向拉动物体做匀速直线运动,根据二力平衡可知,弹簧测力计的示数等于物体所受的滑动摩擦力;
(2)根据①②两次实验可知,接触面的粗糙程度相同时,压力不同,说明:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)比较实验②③,压力相同,接触面积不同,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关;
(4)在实验③中物块A所受的滑动摩擦力为0.6N,实验④中物块B没有相对运动和运动趋势,所受的滑动摩擦力为0N;
(5)在操作过程中还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使长方体在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图⑤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在同一直线上,不是平衡力,与实验①比较,物体受到的了向上的拉力,压力减小了,滑动摩擦变小。
【分析】(1)实验测力计前,先调零;根据二力平衡测量摩擦力大小;
(2)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大, 滑动摩擦力越大;
(3)滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关
(4)物体间没有相对运动时,不能产生摩擦力;
(5)物体受到向上的拉力时,压力减小,滑动摩擦力变小。
18.(2023八下·云溪期中)鸿星尔克因为捐款事件彻底火了!鸿星尔克在净利润亏损2.2亿的情况下,却在河南洪水中捐款5000万。雨天路滑,小华想哪一种鞋穿上摩擦力更大呢?他选用“鸿星尔克”和“李宁”运动鞋各一双,做如下实验:
(1)小华想测量鞋在地面上受到的滑动摩擦力的大小,应该将弹簧测力计在水平方向上调零;图甲弹簧测力计的示数为   ;
(2)选好后,他先用弹簧测力计测出两品牌中一只运动鞋的重力并记录,然后将运动鞋接到装置上   拉动弹簧测力计,读出弹簧测力计示数并记录如下:
品牌 G/N F/N f/N
鸿星尔克 3 1.1 1.1
李宁 3.5 1.1 1.1
(3)做完实验,他想了想,本实验有一定缺陷,没有控制   不变,但本实验却能比较出哪双鞋的摩擦性能更好些?你认为   (选填“李宁”或“鸿星尔克”)摩擦性能更好些;
(4)小华经过思考改进了实验,在鸿星尔克的鞋中放入钩码,使两种品牌的鞋对橡胶垫压力相等,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫进行测量(如图乙所示),橡胶垫   (“不必”或“必须”)做匀速直线运动拉动。
【答案】(1)1.8N
(2)匀速直线
(3)压力;鸿星尔克
(4)不必
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,则示数为1.8N。
(2)选好后,他先用弹簧测力计测出两品牌中一只运动鞋的重力并记录,然后将运动鞋接到装置上匀速直线拉动弹簧测力计。
(3)做完实验,他想了想,本实验有一定缺陷,没有控制压力不变,但本实验却能比较出哪双鞋的摩擦性能更好些?我认为鸿星尔克摩擦性能更好些,因为鸿星尔克的压力小但是摩擦力确相同。
(4)无论橡胶垫是否做匀速直线运动,鞋子对胶垫的压力和接触面的粗糙程度不变,则鞋受到的滑动摩擦力不变。根据二力平衡的知识可知,弹簧测力计的示数保持不变。
【分析】(1)根据图甲确定测力计的分度值,然后根据指针的位置读出示数;
(2)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的摩擦力与拉力相互平衡,即二者大小相等。
(3)探究鞋的摩擦性能好坏时,必须控制压力相等,而改变鞋的品牌。根据表格可知,两种鞋受到的摩擦力相等,但是压力不等,鸿星尔克的重力更小,对地面的压力更小,这说明它的摩擦性能更好。
(4)根据影响滑动摩擦力的因素的知识分析解答。
19.(2023八下·原阳期中)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,请你完成下列内容:
(1)实验过程中,弹簧测力计须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,这是   原理;
(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;
(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,理由是   ;
(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“需要”或“不需要”)要匀速拉动长木板。
【答案】(1)等于;二力平衡
(2)甲
(3)接触面受到的压力
(4)错误;没有控制接触面受到的压力大小相等
(5)不需要
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】 (1)实验过程中,弹簧测力计须沿水平方向拉着物块A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,原理是二力平衡条件;
(2)甲、乙、丙三次实验中,摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,在实验甲中,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;
(4)探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系时,应控制压力相同和接触面粗糙程度相同。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,拉动木板时物块相对于地面保持不动,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。
【分析】 (1)物块做匀速直线运动,处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的示数;
(2)擦力与压力和接触面粗糙程度有关,并且压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)滑动摩擦力大小与压力有关;
(4)探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系时,应控制压力相同;
(5)物体处于静止状态,拉力等于摩擦力。
20.(2023八下·毕节期中)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明按照如图所示的甲、乙、丁三种情况进行实验,其中A为木块,B为重物。
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做    运动,这样做是根据    的知识测出滑动摩擦力的大小。
(2)在进行乙图所示的实验时,改变放在木块上的重物B,通过多次实验得到摩擦力f与作用在物体表面的压力F的关系图线如图丙所示,由图可知,当木块A与重物B的总重力为4N时,若此时弹簧测力计的读数为2N,则木块将做    (选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动;
(3)小明通过甲、乙两图实验得到了正确的结论,下列现象中利用了该结论的是 ___________(选填字母)。
A.轴承上加润滑油
B.体操运动员在手上涂镁粉
C.刹车时用力捏自行车的手闸
D.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
(4)甲、丁两图实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与    的关系,根据实验现象可得正确的结论,则支持该结论的实验现象是    。
(5)实验结束后,小明在图甲的基础上设计了图戊所示实验,请你判断:图戊中,木块A水平运动时所受滑动摩擦力    (选填“大于”“小于”或“等于”)图甲中木块A所受滑动摩擦力。
【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)加速
(3)C
(4)接触面的粗糙程度;丁图弹簧测力计示数比甲图示数大
(5)等于
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)为了用弹簧测力计测量摩擦力大小,所以利用转换法,要想让弹簧测力计示数等于摩擦力,利用二力平衡的知识,即平衡状态,需要让弹簧测力计水平匀速直线拉动木块。
(2)由图丙可知,当压力为4N时,摩擦力为1.6N,所以当弹簧测力计示数为2N时,合力为0.4N,所以做加速运动。
(3)甲乙两图得到结论,接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大。AB选项改变接触面粗糙程度,不符合。C选项改变压力,符合。D选项变滑动摩擦力为滚动摩擦力,不符合。故答案为C。
(4)甲丁两图压力相同,接触面甲图是木板,乙图是毛巾,接触面粗糙程度不同,所以探究的是滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,因为压力相同,接触面越粗糙,摩擦力越大,毛巾更粗糙,所以摩擦力更大,所以丁图弹簧测力计示数比甲图示数大。
(5)甲戊两图中,A对木板的压力相同,接触面粗糙程度相同,所以摩擦力不变,所以两次示数相等。
【分析】(1)利用转换法,要想让弹簧测力计示数等于摩擦力,利用二力平衡的知识,即平衡状态,需要让弹簧测力计水平匀速直线拉动木块。
(2)拉力大于摩擦力,合力不为0,所以做加速运动。
(3)接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大。
(4)滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,因为压力相同,接触面越粗糙,摩擦力越大。
(5)压力相同,接触面粗糙程度相同,所以摩擦力不变。
2023年人教版初中物理八年级下册重难点专题:探究影响摩擦力的因素
一、实验探究题
1.(2023八下·长春期中) 小明在班级大扫除时,发现有些同学的桌子容易推动,有些桌子不易推动,于是按如下步骤探究了“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:
(1)为了使弹簧测力计的示数等于物块所受的摩擦力,小明在进行甲、乙、丙三次实验时必须拉动弹簧测力计并使物块做    运动;
(2)由    两图可知:当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)实验后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。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,用3N的力拉木板时,弹簧测力计的示数为1.2N,则此时木块A所受滑动摩擦力为    N. 。
2.(2023八下·朝阳期中)如图是“探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验。
(1)实验中,应沿水平方向拉着木块做   运动,根据    知识,测出木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)图甲中,木块所受滑动摩擦力的大小为 N。
(3)由甲、丙两次实验,   (选填“能”或“不能”)得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论,原因是   。
3.(2023八下·抚松期中)为了探究力与运动的关系,小明设计了如图所示实验:
(1)三次实验中让小车从斜面同-高度由静止自由下滑,是为了使小车在水平面上开始运动的速度   。
(2)实验结论是水平面越光滑,小车受到的摩擦力越   ,速度减小得越   。
(3)根据实验结论并推理得出牛顿第一定律,从而提示了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体   的原因。
4.(2023·龙岗模拟)物理小组成员购买了两双质量不同的运动鞋,为了比较两双鞋子的防滑性,需要测量摩擦力大小,物理小组成员各取其中一只鞋A和B,在水平桌面上进行如图所示的四次实验:
(1)四次实验均需拉着鞋子做   运动,图③中A鞋子所受的摩擦力为   N。
(2)根据   (选填序号)两次实验,可知   (选填“A"或“B")鞋的防滑性更好。
(3)④图中,若拉力增大为5N,则鞋子B所受摩擦力为   N。
5.(2023八下·江阴期中)用如图所示装置测物体B受到的摩擦力,拉力F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:
(1)当F=5N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F=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”)。
6.(2023八下·长春期中)同学们利用如图甲所示的实验装置,探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)实验中,应在水平方向拉着木块做    运动,根据    可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)第一组同学在同一木板上进行了多次实验,根据测量数据作出图乙的图像。分析图像可以得出的结论是: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    比。多次实验的目的是为了    ;
(3)如丙图,把很多本封面材料相同的书叠放在水平桌面上,从这叠书中抽出书本B比抽出书本A需要更大的力,原因是    ;
(4)第二组同学设计了如丁图所示的实验改进方案,此方案的优点是:   。
7.(2023八下·武昌期中)小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:
(1)为了使弹簧测力计的示数等于物块所受的摩擦力,小明在进行甲、乙、丙三次实验时必须拉动弹簧测力计并使物块做   运动;
(2)由   两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)实验后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。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,该装置在操作上的优点是   (任意答一点)。实验中小丽发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为   N。
8.(2023八下·抚松期中)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,实验器材有:粗糙程度均匀的长木板一块、质量相等的表面粗糙的木块和表面光滑的铝块各一个、弹簧测力计一只。
(1)用弹簧测力计水平匀速拉动木块,根据   知识,测出木块与接触面之间的滑动摩擦力大小。分别进行了如图甲、乙、丙所示的三次实验,三次弹簧测力计示数分别为F1、F2、F3,且F3>F1>F2,在图丙中,弹簧测力计的示数F3为    N;
(2)对比甲、丙两图实验可得:接触面粗糙程度相同时,   ;
(3)小洋发现上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置(如图丁所示),此实验装置的优点是   ;
(4)请为小洋班拔河比赛的筹备工作提一个建议:   。
9.(2023八下·路南期中)实验小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,小南有如下猜想
A.滑动摩擦力大小与压力大小有关;
B.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关;
为此小南进行了如图所示的实验:
(1)实验过程中,需用弹簧测力计拉动木块做   运动,此时滑动摩擦力大小等于拉力大小。
(2)由图甲和图乙比较测力计示数,>,可验证猜想   (选填“A”或“B”)正确,并可得到结论:接触面粗糙程度相同时,   。
(3)在探究滑动摩擦力与接触面粗程度的关系时,小明和小南对于选择接触面有不同想法: 丙图所示毛巾表面,丁图所示粗糙的木板表面,你认为应该选   (填图的序号) 更科学,理由是   。
10.(2023八下·长岭期中)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,装置如图所示。
(1)实验中,必须使弹簧测力计沿水平方向拉动木块做   运动,此时根据   知:滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)在甲、乙、丙三次实验中,分析   两次实验可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关;分析   两次实验可知,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)大量实验表明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力大小成正比,若丙图的实验过程中测得摩擦力为2N,在丙图的物块A上叠放一块与A相同的物块B,如丁图所示,则此时拉动木块A运动过程中的摩擦力为   N。
(4)一个同学认为滑动摩擦力大小还与接触面积的大小有关,于是他设计了一个实验方案。下面是该方案中的一个环节:“将两个材质和平滑程度均相同、体积不同的木块放在同一水平桌面上,让两个木块与桌面的接触面积不同。”他对这个环节的设计是   的,原因是   。
11.(2023·深圳模拟)在学习“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验后,实验小组的同学根据自己理解重新设计了一套实验装置,如图甲所示。
(1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做   运动,此时弹簧测力计的示数   木块所受滑动摩擦力的大小;
(2)在木块上加放砝码,是为了探究滑动摩擦力大小与   的关系;在长木板上铺上棉布或毛巾,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面的   关系;
(3)小东认为,这个实验首先应该探究物体运动速度是否会影响滑动摩擦力大小,否则不能排除该因素对实验的影响。于是他设计了如图乙所示的实验装置。启动传送带。使其以不同的速度转动,待示数稳定,观察到弹簧测力计的示数并没有发生变化。这说明滑动摩擦力大小与物体运动速度大小   (选填“有关”或“无关”)。
12.(2023·南宁模拟)小明设计了如图甲所示的实验装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)弹簧测力计水平向右拉着物块A做匀速直线运动时,滑动摩擦力的大小    (填“大于”、“小于”或“等于”)测力计的示数;
(2)小明在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,并根据测量数据作出了如图乙所示图像中的图线①,实验过程中需要控制的变量是    ;在同一次实验中,如果小明用更大的速度匀速拉物块A,则根据测量数据作出的图线会是    ;在长木板上铺上毛巾再次实验;则根据测量数据作出的图线会是    (以上两空均填“①”、“②”或“③”);
(3)如图丙所示改进实验,用测力计C水平拉动木板,当物块A相对地面静止且木板刚好做匀速直线运动时,物块A受到的滑动摩擦力大小等于    测力计(填“B”或“C”)的示数。
13.(2023·东莞模拟)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中。
(1)图中的   两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;
(2)若要探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关,将木块竖直切成大小不同的两块,这种做法合理吗?   ,理由是   ;
(3)为了便于读数,将实验器材进行改进,如图丁所示,当F=3N时,木块A相对于地面静止且长木板B恰好做匀速直线运动,则木板B受到地面的摩擦力的大小是   N;
(4)另一小组做了图的实验,水平地面上的物体C受到方向不变的拉力的作用,F﹣t、v﹣t图像分别如图所示,那么物体C在第5秒时受到的摩擦力是   N。
14.(2023八下·南川期中)小华为了探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,利用大小形状完全相同的铜块和木块进行了如图所示的实验探究过程。
(1)实验中弹簧测力计拉着物体沿水平方向做   运动,根据   原理,弹簧测力计读数等于物体所受到的滑动摩擦力;
(2)按正确的实验操作,某次实验时弹簧测力计的示数如图甲所示,则此时木块受到的滑动摩擦力为   N。若使图甲中木块的运动速度由变为,木块受到的滑动摩擦力将   (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)将铜块和木块按图乙、丙的方式叠在一起,目的是使长木板受到的   相同,研究滑动摩擦力与   的关系;下列生活实例中应用了滑动摩擦力的是   。
A.将物理书压在竖直墙面上静止不动
B.考试时,用橡皮擦掉物理答题卡上做错的作图题
(4)综合分析图甲、乙和丙可知:在压力不变时,物体间的接触面越粗糙,滑动摩擦力   ,在接触面粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力   。
15.(2023八下·岱岳期中)如图所示,小明在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)实验时应该用弹簧测力计沿水平方向   拉动木块,根据二力平衡的知识可知,滑动摩擦力大小   拉力大小。(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)他的三次实验情况分别如图甲、乙、丙所示,分别用F1=1.5N,F2=2.2N,F3=2N的拉力拉着物块A匀速运动;
①分析甲、乙两图可得:在接触面粗糙程度相同时,   ,滑动摩擦力越大;分析   两图可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
②如图丁所示,在物块A上叠放与A完全相同的物块B,用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随物块A一起匀速运动,此时弹簧测力计示数为   N,此时B物体受到的摩擦力为   N;
③将B取下,改用一水平推力推动物块A,B一起匀速运动,如图戊所示,则推力   N,对比   两图可得出:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小   (选填“有关”或“无关”);
(3)下列实验中采用了与本实验相同的研究方法的是___________。
A.探究影响液体压强与哪些因素有关
B.探究光的传播路径和方向时,引入光线
C.探究平面镜成像特点时使用两只完全相同的蜡烛
D.探究压力的作用效果跟什么因素有关
16.(2023·河北模拟)小明用木块、木板、毛巾、玻璃板、砝码、弹簧测力计等器材探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)木块在水平面上被拉动时所受滑动摩擦力的大小无法直接测量,可依据二力平衡的条件,拉动木块做匀速直线运动,则滑动摩擦力的大小等于   的大小;
(2)实验过程如图所示(木块均做匀速直线运动),其中;
①相比甲实验,乙、丙实验中木块上增加砝码是为了增大   (选填“砝码对木块”、“木块对木板”或“木板对桌面”)的压力;
②对比甲、丁、戊三次实验可知:压力相同时,   滑动摩擦力越大;
(3)要探究滑动摩擦力大小跟物体运动速度是否有关,需要保持   和   不变,只改变   ;
(4)本实验主要的研究方法是控制变量法,下列实验中也用到了这种方法的是____________。
A.探究压力的作用效果跟什么因素有关
B.探究杠杆的平衡条件
C.测量固体的密度
17.(2023八下·江阴期中)小红同学下图所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,A、B是两个完全相同的长方体。
(1)实验前应将弹簧测力计水平放置并   。每次实验都应该用弹簧测力计沿水平方向拉动物体做   运动,根据   知识可知,弹簧测力计的示数等于物体所受的滑动摩擦力;
(2)①②两次实验说明:在接触面粗糙程度相同时,   ,滑动摩擦力越大;
(3)比较实验   (选填序号),可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关;
(4)在实验③中物块A所受的滑动摩擦力为   N,实验④中物块B所受的滑动摩擦力为   N;
(5)在操作过程中小红还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使长方体在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图⑤所示。此过程中,木块处于   (平衡/非平衡)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/不是)一对平衡力,与实验①比较,滑动摩擦力   。 (选填“变大”“变小”或“不变”)
18.(2023八下·云溪期中)鸿星尔克因为捐款事件彻底火了!鸿星尔克在净利润亏损2.2亿的情况下,却在河南洪水中捐款5000万。雨天路滑,小华想哪一种鞋穿上摩擦力更大呢?他选用“鸿星尔克”和“李宁”运动鞋各一双,做如下实验:
(1)小华想测量鞋在地面上受到的滑动摩擦力的大小,应该将弹簧测力计在水平方向上调零;图甲弹簧测力计的示数为   ;
(2)选好后,他先用弹簧测力计测出两品牌中一只运动鞋的重力并记录,然后将运动鞋接到装置上   拉动弹簧测力计,读出弹簧测力计示数并记录如下:
品牌 G/N F/N f/N
鸿星尔克 3 1.1 1.1
李宁 3.5 1.1 1.1
(3)做完实验,他想了想,本实验有一定缺陷,没有控制   不变,但本实验却能比较出哪双鞋的摩擦性能更好些?你认为   (选填“李宁”或“鸿星尔克”)摩擦性能更好些;
(4)小华经过思考改进了实验,在鸿星尔克的鞋中放入钩码,使两种品牌的鞋对橡胶垫压力相等,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫进行测量(如图乙所示),橡胶垫   (“不必”或“必须”)做匀速直线运动拉动。
19.(2023八下·原阳期中)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,请你完成下列内容:
(1)实验过程中,弹簧测力计须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,这是   原理;
(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;
(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,理由是   ;
(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“需要”或“不需要”)要匀速拉动长木板。
20.(2023八下·毕节期中)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明按照如图所示的甲、乙、丁三种情况进行实验,其中A为木块,B为重物。
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做    运动,这样做是根据    的知识测出滑动摩擦力的大小。
(2)在进行乙图所示的实验时,改变放在木块上的重物B,通过多次实验得到摩擦力f与作用在物体表面的压力F的关系图线如图丙所示,由图可知,当木块A与重物B的总重力为4N时,若此时弹簧测力计的读数为2N,则木块将做    (选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动;
(3)小明通过甲、乙两图实验得到了正确的结论,下列现象中利用了该结论的是 ___________(选填字母)。
A.轴承上加润滑油
B.体操运动员在手上涂镁粉
C.刹车时用力捏自行车的手闸
D.移动很重的石块时,在地上铺设滚木
(4)甲、丁两图实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与    的关系,根据实验现象可得正确的结论,则支持该结论的实验现象是    。
(5)实验结束后,小明在图甲的基础上设计了图戊所示实验,请你判断:图戊中,木块A水平运动时所受滑动摩擦力    (选填“大于”“小于”或“等于”)图甲中木块A所受滑动摩擦力。
答案解析部分
1.【答案】(1)匀速直线
(2)甲乙
(3)1.2
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)为了使弹簧测力计的示数等于物块所受的摩擦力,小明在进行甲、乙、丙三次实验时必须拉动弹簧测力计并使物块做匀速直线运动;
(2)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,必须控制压力相等,改变接触面粗糙程度,故选实验甲和乙;
(3)根据图片可知,木块A保持静止状态,则它受到的摩擦力与拉力相互平衡,则木块受到的摩擦力f=F测力计=1.2N。
【分析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等。
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)对木块进行受力分析,根据二力平衡的知识分析解答。
2.【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)2
(3)不能;没有控制压力大小相同
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验中,应沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,根据二力平衡知识,测出木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)根据甲图可知,弹簧测力计的示数为2N,根据二力平衡的知识可知,此时木块受到的摩擦力等于拉力,即f=F=2N。
(3)在甲和丙中,一个由砝码,一个没砝码,则木块对接触面的压力不同,且接触面的粗糙程度不同,那么得到:由甲、丙两次实验,不能得出滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关的结论,原因是没有控制压力大小相同。
【分析】(1)当木块在水平方向做匀速直线运动时,它受到的拉力与摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。
(2)根据二力平衡的知识计算木块受到的摩擦力;
(3)根据图片分析甲和丙中哪个因素不同即可,然后根据控制变量法的要求解答。
3.【答案】(1)相同
(2)小;慢
(3)运动状态
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】在探究力和运动关系的实验中,
(1)三次实验中,让小车从斜面同一高度由静止自由下滑,是为了使小车在水平面上开始运动的速度相同;
(2)根据实验现象,可以得出的结论是:水平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,速度减小得越慢就;
(3)根据实验结论并推理得出牛顿第一定律,从而提示了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
【分析】(1)物体下落的高度相同,到达水平面时的速度相同;
(2)水平面越光滑,物体受到的阻力越小,运动的物体速度减小的越慢;
(3)力是改变物体运动状态的原因。
4.【答案】(1)匀速直线;4.4
(2)③④;B
(3)4.6
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)探究鞋子的防滑性时,是探究鞋子受到的摩擦力需要拉动鞋子做匀速直线运动;根据图③,测力计指针位置在4.4N,根据二力平衡,判断摩擦力为4.4N;
(2)探究AB鞋子受到的摩擦力时,需要保持压力相同,所以两种鞋子分别叠放,根据拉力判断摩擦力大小,所以选择图像③④,当B在下时,滑动摩擦力更大,B的防滑性能好;
(3)在图④中,拉力变大,但压力和接触面的粗糙程度一定,滑动摩擦力不变,仍为4.6N。
【分析】(1)探究滑动摩擦力时,需要使物体匀速直线运动;根据测力计指针位置,测量摩擦力;
(2)探究接触面的防滑性时,需要保持压力相等;
(3)压力和接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力不变。
5.【答案】(1)0
(2)3;不变
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)探究摩擦力的影响因素时,当F=5N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0N;
(2)当F=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3N,若增大F,此时B受到的摩擦力不变。
【分析】(1)静止的物体受到的拉力为0时,摩擦力为0;
(2)压力和接触面的粗糙程度一定时,拉力变大,滑动摩擦力不变。
6.【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)正;避免偶然性
(3)A受到的摩擦力小
(4)读数时弹簧测力计示数稳定
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验中,应在水平方向拉着木块做匀速直线运动,根据二力平衡可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)根据图乙可知,摩擦力随压力变化的图像为一条通过坐标原点的斜线,则可以得出的结论是: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。多次实验的目的是为了避免偶然性;
(3)如丙图,把很多本封面材料相同的书叠放在水平桌面上,从这叠书中抽出书本B比抽出书本A需要更大的力,原因是:B比A受到的压力更大,则B比A受到更大的摩擦力;
(4)第二组同学设计了如丁图所示的实验改进方案,此方案的优点是读数时弹簧测力计示数稳定。
【分析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的拉力与摩擦力相互平衡,即二者的大小相等,方向相反。
(2)根据图乙中图像的形状却摩擦力与压力的数量关系。根据多次测量的实验目的解答。
(3)根据影响摩擦力的因素解答;
(4)当拉动下面的木板时,无论木板是否匀速运动,木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变,即木块受到的摩擦力不变。根据二力平衡的知识可知,弹簧测力计的示数等于A受到的摩擦力,即示数保持不变,可以很方便的读出示数。
7.【答案】(1)匀速直线
(2)甲丙
(3)不用匀速拉动木板;1.8
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)为了使弹簧测力计的示数等于物块所受的摩擦力,小明在进行甲、乙、丙三次实验时必须拉动弹簧测力计并使物块做匀速直线运动;
(2)探究滑动摩擦力与压力的关系时,必须控制接触面粗糙程度相同,只改变压力,故选甲丙。
(3)小丽设计了如图丁所示的实验装置,该装置在操作上的优点是:不用匀速拉动木板。
根据甲图可知,当A在B上做匀速直线运动时,测力计的示数为1.2N。根据二力平衡的知识可知,A、B之间摩擦力为1.2N。根据丁图可知,B受到A的摩擦力还是1.2N。
在丁图中,木板B受到向左的拉力3N,向右地面施加的摩擦力和A施加的摩擦力,即F=fA+f地,也就是
3N=1.2N+f地,解得:f地=1.8N。
【分析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的拉力与摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)在图丁中,无论下面的木板是否匀速直线运动,上面的物体A对木板的压力和接触面的粗糙程度不变,因此它受到的摩擦力不变。对木板进行受力分析,根据二力平衡的知识计算地面对木板的摩擦力。
8.【答案】(1)二力平衡;2.4
(2)压力越大,滑动摩擦力越大
(3)木板不一定要做匀速直线运动
(4)选体重大的同学(或穿鞋底粗糙的鞋)
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,
(1)用弹簧测力计水平匀速拉动木块,根据二力平衡,测出木块与接触面之间的滑动摩擦力大小;在图丙中,弹簧测力计的指针在刻度板2后3格,示数F3为2.4 N;
(2)对比甲、丙两图实验,压力不同:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,改装为如图丁,拉动木块下的木板,此实验装置的优点是木板不一定要做匀速直线运动;
(4)因为压力越大,滑动摩擦力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,为了拔河比赛获胜,可以选体重大的同学或穿鞋底粗糙的鞋。
【分析】(1)根据二力平衡,测量拉力等于物体受到的摩擦力;
(2)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)物体固定,拉力物体下面的接触面,不一定匀速直线运动;
(4)增大压力或接触面变粗糙,滑动摩擦力变大。
9.【答案】(1)匀速直线
(2)A;压力越大,滑动摩擦力越大
(3)丁;保持接触面的材料相同
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)根据二力平衡知识,匀速拉动弹簧测力计,可以直接从弹簧测力计上读出摩擦力的大小;
(2)甲图和乙图唯一区别就是压力不一样,所以研究的是压力与摩擦力的关系故选A,接触面粗糙程度相同时,压力越大摩擦力越大;
(3)探究接触面的粗糙程度应该保持压力不变和接触面的材料相同,甲和丁较为科学;
【分析】影响摩擦力的因素是接触面的粗糙程度和压力,是典型的控制变量法,研究摩擦力与接触面的粗糙程度时,应控制压力不变,研究摩擦力与压力的关系时应控制接触面的粗糙程度相同。
10.【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)甲和乙;甲和丙
(3)4
(4)错误;没有控制压力相等
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】探究滑动摩擦力的影响因素时,
(1)实验中,弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,根据二力平衡知:滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)在甲、乙、丙三次实验中,分析甲和乙两次实验,压力不同,可以探究滑动摩擦力的大小与压力大小有关;分析甲和丙两次实验,压力相同,接触面的粗糙程度不同摩擦力不同,可知,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(3)在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力大小成正比,若丙图的实验过程中测得摩擦力为2N,在丙图的物块A上叠放一块与A相同的物块B,如丁图,压力增大2倍,物体受到的摩擦力增大为原来的2倍,摩擦力为4N;
(4)一个同学认为滑动摩擦力大小还与接触面积的大小有关,于是他设计了一个实验方案。下面是该方案中的一个环节:将两个材质和平滑程度均相同、体积不同的木块放在同一水平桌面上,由于材质相同而体积不同,物体的质量不同,对水平面的压力不同,让两个木块与桌面的接触面积不同。他对这个环节的设计是没有控制压力相等,是错误的。
【分析】(1)探究滑动摩擦力的影响因素时,水平拉动物体匀速直线运动,测量的拉力等于摩擦力;
(2)压力一定时,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(3)接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(4)压力和接触面的粗糙程度相同,改变受力面积,滑动摩擦力的大小不变。
11.【答案】(1)匀速直线;等于
(2)压力大小;粗糙程度
(3)无关
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小;
(2)在木块上加放砝码,则木块对桌面的压力增大,是为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系;
在长木板上铺上棉布或毛巾,则接触面的粗糙程度变化,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系;
(3)启动传送带。使其以不同的速度转动,待示数稳定,观察到弹簧测力计的示数并没有发生变化。这说明滑动摩擦力大小与物体运动速度大小无关。
【分析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的摩擦力与拉力相互平衡,即二者大小相等,方向相反;
(2)根据描述分析哪个因素发生改变即可;
(3)当弹簧测力计的示数稳定时,它的示数等于物体受到的摩擦力。测力计的示数不变,则木块受到的摩擦力不变,据此分析解答。
12.【答案】(1)等于
(2)接触面的粗糙程度;①;③
(3)B
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)弹簧测力计水平向右拉着物块A做匀速直线运动时,它处于平衡状态,即滑动摩擦力的大小等于测力计的示数;
(2)①小明在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,此时需要控制的变量为接触面的粗糙程度,只改变压力。
②在同一次实验中,物体A对接触面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此木块受到的摩擦力不变,那么图线应该是①;
③在长木板上铺上毛巾,则接触面的粗糙程度变大,那么木块受到的摩擦力增大,故选③。
(3)如图丙所示改进实验,用测力计C水平拉动木板,当物块A相对地面静止且木板刚好做匀速直线运动时,此时木块A处于平衡状态,即它受到测力计B的拉力和摩擦力大小相等。
【分析】(1)根据二力平衡的知识分析;
(2)①根据控制变量法的要求分析解答。
②根据影响滑动摩擦力的因素分析摩擦力是否会改变即可。
③根据接触面粗糙程度对摩擦力的影响分析。
(3)根据二力平衡的知识分析解答。
13.【答案】(1)甲丙
(2)不合理;没有控制压力大小不变
(3)1.5
(4)4
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)在探究滑动摩擦力的影响因素时,若探究滑动摩擦力和接触面的粗糙程度有关,需要保持压力相同,而接触面不同,所以需要选择甲、丙两图;
(2)若要探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关,将木块竖直切成大小不同的两块,这种做法不合理,因为切开木块后,压力改变了;
(3)为了便于读数,将实验器材进行改进,如图丁,当F=3N时,木块A相对于地面静止,但相对于木板B是运动的,根据甲图,当压力和接触面的粗糙程度相同时,拉力为1.5N,滑动摩擦力为1.5N,说明此时甲受到1.5N的摩擦力,木板B受到的摩擦力也是1.5N,拉动B匀速直线运动时,B受到平衡力,A对B有1.5N的摩擦力,而拉力是3N,所以B受到地面的摩擦力是1.5N;
(4)根据图2,当拉动物体匀速直线运动时,c中的6-9s在匀速直线运动,此时的拉力为4N,说明摩擦力为4N,在第5s时,物体在6N拉力的作用下加速运动,由于压力和接触面的粗糙程度不变,此时的摩擦力仍为4N。
【分析】(1)探究滑动摩擦力和接触面的粗糙程度的关系时,需要保持压力相同;
(2)探究滑动摩擦力和接触面积的关系时,需要保持压力和接触面的粗糙程度相同;
(3)根据物体受到的力和方向,计算合力;
(4)当压力和接触面的粗糙程度一定时,摩擦力大小不变。
14.【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)2.2;不变
(3)压力大小;接触面粗糙程度;B
(4)越大;越大
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验中弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,根据二力平衡原理,弹簧测力计读数等于物体所受到的滑动摩擦力;
(2)根据甲图可知,测力计的分度值为0.2N,则测力计的示数为2.2N。根据二力平衡的知识可知,木块受到的滑动摩擦力为2.2N。
当木块的速度增大时,它对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此它受到的摩擦力不变。
(3)将铜块和木块按图乙、丙的方式叠在一起,则二者的总重力不变,而对地面的压力等于总重力,那么目的是使长木板受到的压力相同;铜块和木块的下表面的粗糙程度不同,因此研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
A.将物理书压在竖直墙面上静止不动,此时物理书受到向上的静摩擦力;
B.考试时,用橡皮擦掉物理答题卡上做错的作图题,此时橡皮擦受到滑动摩擦力。
故选B。
(4)根据图片可知,乙中摩擦力为3N,丙中摩擦力为3.2N。
甲和乙进行比较可知,当接触面粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力越大;
乙和丙比较可知,当压力相等时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
【分析】(1)当物体在水平方向上做匀速直线运动时,它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反;
(2)根据甲图确定测力计的分度值,读出测力计的拉力,再根据二力平衡的原理计算出摩擦力。根据影响滑动摩擦力的因素分析解答。
(3)根据乙丙两图确定哪个因素相同,哪个因素不同即可。分析两个选项中摩擦力的种类即可。
(4)根据图片分别读出乙和丙中测力计的示数,从而得到对应摩擦力的大小,进而得到实验结论。
15.【答案】(1)匀速;等于
(2)压力越大;甲、丙;4;0;4;丁、戊;无关
(3)A;D
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)实验时应该用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,根据二力平衡的知识可知,滑动摩擦力大小等于拉力大小。
(2)①甲中无砝码,乙中有砝码,则二者压力不同,那么分析甲、乙两图可得:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的影响时,必须控制压力相同,只改变接触面,故选实验甲和丙;
②比较丙和丁可知,二者接触面的粗糙程度相同,丁对地面的压力是丙对地面的压力的2倍,则丁中受到的摩擦力是丙中摩擦力的2倍。两次都做匀速直线运动,则拉力都等于摩擦力,那么丁中拉力是丙中拉力的2倍,即F4=2F3=2×2N=4N。
物体B和物体A保持相对静止状态,二者之间没有摩擦力,即B受到摩擦力为0N;
③将丁和戊比较可知,A和B对地面的压力和接触面的粗糙程度相同,则它们受到的滑动摩擦力相同,还是4N。根据二力平衡可知,拉力F5=4N。
综上所述,两次实验接触面积大小不同,但是摩擦力相等,那么得到:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
(3)A.探究影响液体压强与哪些因素有关,实验了控制变量法;
B.探究光的传播路径和方向时,引入光线 ,使用了模型法;
C.探究平面镜成像特点时使用两只完全相同的蜡烛,使用等效替代法;
D.探究压力的作用效果跟什么因素有关,使用控制变量法。
故选AD。
【分析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等。
(2)①根据图片确定甲和乙中哪个因素不同;根据控制变量法的要求选择对照实验;
②将丙和丁进行比较,确定二者压力的关系,据此推算受到摩擦力的变化,并计算出F4的数值;
③将图丁和图戊进行比较,注意压力和接触面粗糙程度的变化,从而确定摩擦力的变化,最终得到滑动摩擦力与接触面积的关系;
(3)分析各个选项中使用的物理研究方法即可。
16.【答案】(1)弹簧测力计对木块的拉力
(2)木块对木板;接触面越粗糙
(3)压力大小;接触面粗糙程度;物体运动速度
(4)A
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力产生的条件;增大或减小摩擦的方法;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)物体平衡状态下,合外力为0。所以当拉动木块做匀速运动时,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力大小;(2)①增加是为了增大木块对木板的压力;②压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)探究滑动摩擦力大小与运动速度是否有关,需要控制压力与接触面粗糙程度相同,改变物体运动的速度;
(4)A:控制变量法
【分析】滑动摩擦力大小与压力、接触面的粗糙程度有关;该实验方法为控制变量法。
17.【答案】(1)校零;匀速直线;二力平衡
(2)压力越大
(3)②③
(4)0.6;0
(5)平衡;不是;变小
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】探究滑动摩擦力的影响因素时,
(1)实验前应将弹簧测力计水平放置并校零,实验应该用弹簧测力计沿水平方向拉动物体做匀速直线运动,根据二力平衡可知,弹簧测力计的示数等于物体所受的滑动摩擦力;
(2)根据①②两次实验可知,接触面的粗糙程度相同时,压力不同,说明:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)比较实验②③,压力相同,接触面积不同,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关;
(4)在实验③中物块A所受的滑动摩擦力为0.6N,实验④中物块B没有相对运动和运动趋势,所受的滑动摩擦力为0N;
(5)在操作过程中还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使长方体在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图⑤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在同一直线上,不是平衡力,与实验①比较,物体受到的了向上的拉力,压力减小了,滑动摩擦变小。
【分析】(1)实验测力计前,先调零;根据二力平衡测量摩擦力大小;
(2)当接触面的粗糙程度相同时,压力越大, 滑动摩擦力越大;
(3)滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关
(4)物体间没有相对运动时,不能产生摩擦力;
(5)物体受到向上的拉力时,压力减小,滑动摩擦力变小。
18.【答案】(1)1.8N
(2)匀速直线
(3)压力;鸿星尔克
(4)不必
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,则示数为1.8N。
(2)选好后,他先用弹簧测力计测出两品牌中一只运动鞋的重力并记录,然后将运动鞋接到装置上匀速直线拉动弹簧测力计。
(3)做完实验,他想了想,本实验有一定缺陷,没有控制压力不变,但本实验却能比较出哪双鞋的摩擦性能更好些?我认为鸿星尔克摩擦性能更好些,因为鸿星尔克的压力小但是摩擦力确相同。
(4)无论橡胶垫是否做匀速直线运动,鞋子对胶垫的压力和接触面的粗糙程度不变,则鞋受到的滑动摩擦力不变。根据二力平衡的知识可知,弹簧测力计的示数保持不变。
【分析】(1)根据图甲确定测力计的分度值,然后根据指针的位置读出示数;
(2)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的摩擦力与拉力相互平衡,即二者大小相等。
(3)探究鞋的摩擦性能好坏时,必须控制压力相等,而改变鞋的品牌。根据表格可知,两种鞋受到的摩擦力相等,但是压力不等,鸿星尔克的重力更小,对地面的压力更小,这说明它的摩擦性能更好。
(4)根据影响滑动摩擦力的因素的知识分析解答。
19.【答案】(1)等于;二力平衡
(2)甲
(3)接触面受到的压力
(4)错误;没有控制接触面受到的压力大小相等
(5)不需要
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】 (1)实验过程中,弹簧测力计须沿水平方向拉着物块A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,原理是二力平衡条件;
(2)甲、乙、丙三次实验中,摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,在实验甲中,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;
(4)探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系时,应控制压力相同和接触面粗糙程度相同。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,拉动木板时物块相对于地面保持不动,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。
【分析】 (1)物块做匀速直线运动,处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的示数;
(2)擦力与压力和接触面粗糙程度有关,并且压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)滑动摩擦力大小与压力有关;
(4)探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系时,应控制压力相同;
(5)物体处于静止状态,拉力等于摩擦力。
20.【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)加速
(3)C
(4)接触面的粗糙程度;丁图弹簧测力计示数比甲图示数大
(5)等于
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)为了用弹簧测力计测量摩擦力大小,所以利用转换法,要想让弹簧测力计示数等于摩擦力,利用二力平衡的知识,即平衡状态,需要让弹簧测力计水平匀速直线拉动木块。
(2)由图丙可知,当压力为4N时,摩擦力为1.6N,所以当弹簧测力计示数为2N时,合力为0.4N,所以做加速运动。
(3)甲乙两图得到结论,接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大。AB选项改变接触面粗糙程度,不符合。C选项改变压力,符合。D选项变滑动摩擦力为滚动摩擦力,不符合。故答案为C。
(4)甲丁两图压力相同,接触面甲图是木板,乙图是毛巾,接触面粗糙程度不同,所以探究的是滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,因为压力相同,接触面越粗糙,摩擦力越大,毛巾更粗糙,所以摩擦力更大,所以丁图弹簧测力计示数比甲图示数大。
(5)甲戊两图中,A对木板的压力相同,接触面粗糙程度相同,所以摩擦力不变,所以两次示数相等。
【分析】(1)利用转换法,要想让弹簧测力计示数等于摩擦力,利用二力平衡的知识,即平衡状态,需要让弹簧测力计水平匀速直线拉动木块。
(2)拉力大于摩擦力,合力不为0,所以做加速运动。
(3)接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大。
(4)滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,因为压力相同,接触面越粗糙,摩擦力越大。
(5)压力相同,接触面粗糙程度相同,所以摩擦力不变。

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