八下物理经典组卷75摩擦力和惯性定律答案文档格式.docx
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A.类比法B.控制变量法C.推理法D.等效替代法.
考点:
探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验;
物理学方法.1990004
专题:
实验探究题;
控制变量法;
转换法.
分析:
(1)滑动摩擦力是产生在物体接触面上的力,因此,在测量时应运用转换法,通过二力平衡的原理,借助弹簧测力计的拉力将其测出.因此,在拉动木块时要求沿水平方向做匀速直线运动,使拉力与摩擦力成为一对平衡力;
(2)根据影响摩擦力大小的两个因素,结合控制变量法,可对图甲、图乙中的变量和控制量进行分析;
(3)图甲、图丙中的变量是接触面,而控制量是压力的大小,据此进行分析;
(4)从数据中观察速度的大小是否对弹簧测力计的拉力构成了影响,从而判断猜想C是否成立;
(5)物理学中,在研究一个量与多个变量之间的关系时,往往要先控制某些量,每次只研究与其中一个变量的关系,这就是控制变量法.
解答:
解:
(1)因为只有木块做匀速直线运动时,摩擦力和拉力才是一对平衡力,它们的大小才会相等,因此,实验中应用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动;
(2)影响滑动摩擦力的因素有压力的大小和接触面的粗糙程度,三次实验中,图甲和图乙的实验符合接触面的粗糙程度相同,压力不同的实验条件,能说明摩擦力的大小与压力的大小有关;
(3)图甲和图丙的实验相比较,两次的压力相同,只是改变了接触面的粗糙程度,而拉力的大小不同,因为可说明摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
(4)从表格中的数据可以看出,三次实验中木块运动的速度越来越大,而拉力的大小却始终不变,因此可证明,猜想C是错误的,即摩擦力的大小与运动的速度无关;
(5)本实验中,分别探究了摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度,以及与物体运动速度多个变量之间的关系,运用的是控制变量的方法.
故答案为:
(1)匀速直线;
(2)甲、乙;
(3)接触面的粗糙程度;
(4)错误;
(5)B.
点评:
本实验中初中物理中较为典型的探究实验之一,主要运用了转换法和控制变量的研究方法,这是实验成功的基础,也是我们应该熟练掌握的实验技能.同时,二力平衡条件的运用、对实验结论的正确分析,也是我们应该从这类实验题中应该学到的.
2.(2011•南宁)在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,同学们提出了以下几种
猜想:
A.摩擦力的大小与压力大小有关
B.摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
C.摩擦力的大小与接触面积大小有关
D.摩擦力的大小与运动的速度大小有关
实验室提供的器材有:
木块、长木板、弹簧测力计、砝码、棉布、毛巾等,同学们参照如图所示的实验.选择一个或两个猜想进行分组探究.
(1)在实验中,必须拉着弹簧测力计使物体沿水平方向做 匀速直线 运动.
(2)在探究猜想A时,应在其他条件不变情况下,改变 压力的大小(木块重) .
(3)某小组的实验记录如下表:
压力大小
接触面材料
木块运动速度
测力计示数F/N
等于木块重
木板
慢
1.0
棉布
1.5
毛巾
2.0
4
快
5
很快
①据实验记录可知,该组同学选择猜想 B 和 D 进行探究(填字母序号).
②分析比较第1.2,3次实验记录,可得:
摩擦力的大小与接触面的粗糙程度 有关 :
分析比较第 3、4、5 次实验记录.可得:
摩擦力的大小与物体运动的速度大小无关.
(4)分析实验数据.可得进一步的结论:
摩擦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 .
探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验.1990004
控制变量法.
(1)在用弹簧测力计拉木块时,只有使其做匀速直线运动,物体所受的拉力才与摩擦力是一对平衡力;
(2)(3)(4)在进行实验和分析实验结论时,一定要注意控制变量法在本实验中的运用,明确哪是变化的量,哪是控制的量,这样才能得出正确的结论.
(1)实验中,要使弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动,这是二力平衡的需要,这样拉力与摩擦力才是一对平衡力;
(2)猜想A是探究摩擦力与压力大小的关系,因此,应在其他条件不变的情况下,改变压力的大小(或木块重);
(3)①分析表中数据可以看出,木块重始终不变,分别改变了接触面的粗糙程度和木块运动的速度,因此该组同学选择了猜想B和D进行了探究;
②分析1、2、3次实验可知,压力和速度均不变,只改变了接触面的粗糙程度;
分析3、4、5次实验可知,压力和接触面的粗糙程度均不变,只改变了运动的速度.根据测力计示数的变化可判断摩擦力的大小是否与以上两个因素有关;
(4)综合1、2、3次实验的结论和3、4、5次实验的结论,可得出本次实验的最终结论是:
摩擦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.
(2)压力的大小(木块重);
(3)①B,D;
②有关,3、4、5;
(4)摩擦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.
(1)重点理解二力平衡在此处的运用,知道这里运用转化法通过拉力的大小测出了摩擦力的大小;
(2)(3)(4)重点运用控制变量法,明确在所研究的多个变量中,分别控制了谁,研究了谁,并最终得出有普遍意义的结论.
3.学校实践活动小组同学在利用如图所示装置探究“滑动摩擦力的大小与什么有关”时,得到如下实验数据:
(1)你认为表中有没有数据是不合理的?
有 答“有”或者“没有”
(2)请你分析表格中的数据,得出实验结论;
答:
滑动摩擦力的大小跟压力大小、接触面的粗糙程度有关.压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 .
(3)由于摩擦力不能直接测量,但可以拉动木块匀速直线运动,由平衡条件,此时摩擦力与测力计对木块的拉力相等,从而间接测得摩擦力,但许多同学指出了该实验操作方法存在不足,你觉得有什么不足之处,对此,你有何改进方法?
把弹簧测力计固定不动,拉动长木板 .
实验探究题.
(1)滑动摩擦力大小的影响因素:
压力大小、接触面的粗糙程度.压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(2)二力平衡条件:
大小相等,方向相反,作用在同一直线,作用在同一物体上.
(3)滑动摩擦力的大小与物体是加速、减速、匀速无关.
(1)本实验有4组数据,其中3组数据说明压力不变,接触面不变,改变接触面积,滑动摩擦力不变,只有一个木块平放和侧放时不同,并且一块侧放在光滑的平面时,比两块侧放在粗糙的平面摩擦力还大,2.9N数据不正确,应该是1.8N.
(2)压力一定、接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力跟接触面积无关.压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大.
(3)实验中弹簧测力计显示的是拉力的大小,当物体匀速直线运动时,摩擦力等于拉力,应保持木块匀速直线运动,不容易做到.滑动摩擦力跟压力大小、接触面的粗糙程度有关,与运动的速度无关,实验可以采取弹簧测力计固定,拉动木块下面的长木板.
(1)有;
(2)滑动摩擦力的大小跟压力大小、接触面的粗糙程度有关.压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)把弹簧测力计固定不动,拉动长木板.
(1)掌握二力平衡条件.
(2)滑动摩擦力大小的影响因素与压力大小、接触面的粗糙程度有关.与接触面积、运动速度无关.
(3)用控制变量法研究滑动摩擦力大小的影响因素.
4.关于“研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的实验,回答以下问题:
(1)本实验运用了什么实验方法?
控制变量法 .
(2)测量滑动摩擦力的大小时要注意 让木板做匀速直线运动 .
(3)某次实验的数据已填在下面的表格中,由1、2两次实验可得出什么结论?
在接触面一定的情况下,压力越大,摩擦力越大 ;
由2、3两次实验可得出什么结论?
在压力一定的情况下,接触面越粗糙,摩擦力越大 .
实验次数
接触面与材料
压 力
摩擦力
木板与木板
4N
0.8N
6N
1.2N
木板与毛巾
2.5N
探究型实验综合题.
(1)每次只改变影响事件的多个因素中的一个,控制其它因素不变,
从而研究被改变的这个因素对事件的影响,这种方法科学研究方法是控制变量法.
(2)用弹簧测力计拉着木板做匀速直线运动,木板处于平衡状态,
由平衡条件可知,摩擦力等于拉力,由弹簧测力计的示数即可测出滑动摩擦力.
(3)应用控制变量法,分析表中实验数据,然后得出结论.
(1)影响滑动摩擦力的因素有:
接触面的粗糙程度,物体间的压力,在该实验中,应用了控制变量法.
(2)测量滑动摩擦力时要注意:
让木板做匀速直线运动,木板处于平衡状态,
滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力;
如果木板不做匀速直线运动,则滑动摩擦力不等于弹簧测力计的拉力.
(3)①由表中实验数据可知,在1、2两次实验中,接触面相同,压力越大,木板受到的滑动摩擦力越大,
由此可见:
在接触面一定的情况下,压力越大,摩擦力越大.
②由表中实验数据可知,在1、2两次实验中,木板的压力相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,
在压力一定的情况下,接触面越粗糙,摩擦力越大.
(1)控制变量法;
(2)让木板做匀速直线运动;
(3)在接触面一定的情况下,压力越大,摩擦力越大;
本题考查了探究影响滑动摩擦力大小的因素,知道实验原理、正确应用控制变量法、认真分析实验数据,是正确解题的关键.
5.推箱子时,箱子越重越难推;
人走在湿滑的路上容易滑倒,这些现象都与摩擦力有关,为了探究“摩擦力的大小与什么因素有关”,小华提出了以下几个猜想:
猜想1:
可能与压力的大小有关猜想2:
可能与接触面的粗糙程度有关猜想3:
可能与接触面积的大小有关
于是他做了如图所示的实验:
(1)为了验证猜想1,应选 甲、乙 两图进行研究.
(2)由甲、丙两图,可得出的实验结论是 压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大
(3)小华在甲图的基础上,要验证猜想3,他只需 将木块侧(或立)放 就能得出滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关.
(4)在实验中需 匀速直线 拉动木块.
实验题;
(1)要验证摩擦力和压力的大小是否有关,就应该控制接触面的粗糙程度不变,改变压力的大小观察弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、丙两图,找到相同因素和不同因素,然后按照控制变量法实验的一般结论形式进行总结;
(3)要想验证摩擦力的大小和接触面积无关,应该控制压力大小和接触面的粗糙程度,改变接触面积的大小进行探究;
(4)实验中研究的是摩擦力,摩擦力的大小通过弹簧测力计拉力体现,用到了转换的思想和二力平衡的知识.
(1)研究摩擦力的大小与压力的关系,要控制接触面粗糙程度不变,符合这个条件的只有甲、乙两图,接触面都是相同的木板表面;
(2)比较甲、丙两图,压力相同,丙的接触面粗糙一些,弹簧测力计的示数大一些,可以得出在压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大的结论;
(3)研究摩擦力的大小和接触面积的大小是否有关,控制压力和接触面粗糙程度,改变木块与木板接触面的大小,因此在甲图的基础上,木块侧放立放都可以;
(4)木块在水平方向受到弹簧测力计的拉力和摩擦力的作用,只有在做匀速直线运动时摩擦力的大小才等于拉力,所以木块必须做匀速直线运动;
(1)甲、乙;
(2)压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大;
(3)将木块侧(或立)放;
(4)匀速直线.
本题考查重点是探究影响摩擦力大小的因素,实验中采用了控制变量法的思想,这里需要记住的是采用控制变量法思想进行探究的实验的结论一般形式是:
先说出在哪个因素一定时,再描述要研究的量的变化情况.
6.在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中:
(1)在水平桌面上,用弹簧测力计水平向右拉动木块,使其做 匀速直线 运动,弹簧测力计的示数如图甲所示,其数值为 2.2 N,根据 二力平衡 的知识可知,木块所受的滑动摩擦力就等于弹簧测力计的示数;
(2)如图乙所示,小明将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来的一半,他由此得出:
滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小.你认为他在探究过程中存在的问题是 没有控制压力相同(或不符合控制变量法) .
(3)在操作
(2)的基础上,只利用现有的器材,如何探究“滑动摩擦力的大小是否与接触面积的大小有关”?
简要说明你的做法:
二力平衡条件的应用.1990004
(1)做匀速直线运动的物体受到的力平衡力,此实验的思路是让木块保持匀速直线运动;
利用二力平衡的条件,通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小;
弹簧测力计的读数,观察每一个大格和每一个小格代表的示数,从小数字读向大数字.
(2)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,探究与其中某一个因素的关系时要运用控制变量的思想.
(3)要探究滑动摩擦力和接触面积的关系,就要采用控制变量法控制压力和接触面的粗糙程度一定.
(1)用弹簧测力计水平向右拉动木块,使其作匀速直线运动,则木块水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡条件,滑动摩擦力大小等于拉力大小.弹簧测力计的每一个大格代表1N,每一个小格代表0.2N,所以f=F=2.2N.
匀速直线;
2.2;
二力平衡
(2)因为滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,在研究滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时,应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变,小明将木块沿竖直方向截去一半后,虽然接触面的粗糙程度没变,但木块对接触面的压力减小了一半,所以得出了错误的结论.
没有控制压力相同(或不符合控制变量法).
(3)要探究滑动摩擦力的大小和接触面积的关系就要采用控制变量法控制压力的接触面的粗糙程度一定.
方法一:
将截下的一半叠放在另一半上,用弹簧测力计水平向右拉动木块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数与
(1)中的示数比较.
方法二:
将截下的一半竖放(立放也可以),用弹簧测力计水平向右拉动木块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数与
(2)中的示数比较.
能否正确使用控制变量法进行分析实验是解答此题的关键,同时要学会利用二力平衡的条件间接测出摩擦力的方法.
7.在做“研究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,所用的实验器材有:
A.木块;
B.长木板;
C.砝码Ⅰ;
D.砝码Ⅱ;
E.棉布;
F.砂纸;
G.弹簧测力计.
(1)为了研究摩擦力的大小与压力的关系时,要选用的器材序号是 A、B、C、D、G ;
(2)为了研究摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,要选用的器材序号是 A、B、E、F、G .
(3)在实验中要注意拉木块前进时保持 匀速直线 运动,因为 物体处于平衡状态时,摩擦力大小等于拉力大小 .
在做“研究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,
(1)为了研究摩擦力的大小与压力的关系,利用控制变量法,控制接触面粗糙程度不变,只改变压力大小,因此选A、B、C、D、G;
(2)为了研究摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,要保证压力不变,改变其粗糙程度,所以此时应该选择A、B、E、F、G;
(3)在实验中要注意拉木块前进时保持匀速直线运动,因为物体处于平衡状态时,摩擦力大小等于拉力大小,通过弹簧测力计的示数,用以判断摩擦力的大小.
(1)要研究摩擦力的大小与压力的关系,得控制接触面粗糙程度不变,只改变压力大小,
因此选A、B、C、D、G;
(2)要研究摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,得控制压力不变,改变其粗糙程度,
所以此时应该选择A、B、E、F、G;
(3)实验中要注意拉木块前进时保持匀速直线运动,使物体处于平衡状态,摩擦力大小等于拉力大小;
故答案为
(1)A、B、E、F、G;
(2)A、B、E、F、G;
(3)匀速直线,物体处于平衡状态时,摩擦力大小等于拉力大小;
该研究实验,改变了以往的答题思路,让学生通过自选器材,来考查学生掌握知识的扎实性,只要将此实验掌握熟练,题目不难解出.
8.下图是小宇“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验操作过程,铁块和木块的大小、形状完全相同,木块表面比铁块表面粗糙.实验时,小宇用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动.
(1)甲图中铁块受到的摩擦力是 1.6 N.
(2)比较甲、乙两图,可得到的结论是 接触面粗糙程度相同,压力越大,摩擦力越大 .
(3)乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起的目的是使 压力 相同,比较乙、丙两图可得出摩擦力的大小与 接触面粗糙程度 有关.
(4)实验时,小宇先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动,则测出的摩擦力 小于 (填“大于”、“等于”或“小于”)实际摩擦力.
二力平衡条件的应用;
力与运动的关系.1990004
简答题;
(1)弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动,因此铁块受到的拉力和摩擦力大小相等,拉力大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙两图,找出相同因素和不同因素,结合控制变量法的思想得出结论;
(3)乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起,控制了压力相同,通过比较弹簧测力计的示数得出结论;
(4)弹簧测力计在竖直方向上调零时,弹簧由于自身的重力作用,要比水平使用时弹簧的长度大,导致调零指针不指在零刻度.
(1)甲图中铁块做匀速直线运动,受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力相同,弹簧测力计分度值为0.2N,指针指在1N下面第3个小格上,示数为1N+0.2N×
3=1.6N,因此受到的摩擦力为1.6N;
(2)甲、乙两图,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,弹簧测力计的示数也不同,可得到的结论是:
接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)乙、丙两图中铁块和木块叠放在一起,控制了压力大小相同,与长木板的接触面不同,粗糙程度不同,摩擦力大小不同,因此探究的是摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(4)实验时,小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后弹簧测力计要在水平方向上使用就要调零,因为在竖直方向上由于弹簧自身的重力弹簧比在水平方向上要伸长,也就是调零后的零刻度线在真实零刻度线的下方.弹簧测力计拉动物体在水平放置的长木板上做匀速直线运动时,读取弹簧测力计的示数时,结果小于真实的摩擦力.
(1)1.6;
(2)接触面粗糙程度相同,压力越大,摩擦力越大;
(3)压力、接触面粗糙程度;
(4)小于.
(1)影响摩擦力大小的因素有压力大小和接触面的粗糙程度,探究摩擦力与其中一个因素的关系时,一定要控制另一个因素不变;
(2)运用控制变量法探究的实验,归纳结论时的一般形式是:
在( )相同时,( )越( ),( )越( )
9.小华探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的三次实验如图所示.
(1)实验时,应让木块在水平木板(或棉布)上做 匀速直线 运动.比较 甲 与丙两图实验情景,可知滑动摩擦力的大小跟 接触面粗糙程度 有关.
(2)如图所示,重为G的软铁块在水平力F的作用下,沿条形磁铁的表面以直线从N极匀速滑到S极,下列关于F大小的说法正确的是 C .
A.变大B.变小C.先减小后增大D.先增大后减小.
木块在水平面上进行匀速直线运动,水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用,拉力和滑动摩擦力是平衡力,大小相等.
甲乙两图,接触面粗糙程度相同,压力增大,滑动摩擦力增大.
甲丙两图,压力相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
磁铁上磁极的磁性最强,软铁块在条形磁铁上从N到S运动时,受到的磁力由大变小再变大,滑动摩擦力由大变小再变大.
(1)探究滑动摩擦力大小的影响因素时,弹簧测力计显示拉力的大小,要使滑动摩擦力等于拉力,木块必须在水平面上进行匀速直线运动.
甲丙两图,压力相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.所以甲丙说明滑动摩擦力跟接触面粗糙程度有关.
(2)软铁块在条形磁铁上从N到S运动时,受到的磁力由大变小再变大,滑动摩擦力先减小后增大.
甲;
接触面粗糙程度;
(2)C.
掌握滑动摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法,探究滑动摩擦力大小的影响因素.
10.(2011•贵港)小聪同学在“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验中,猜想摩擦力的大小可能跟以下因素有关:
a、接触面上所受到的压力;
b、接触面的粗糙程度;
c、接触面的面积.
为此小聪按图所示情景进行实验.
(1)实验中,用弹簧测力计拉动长方体木块时,应使木块沿水平方向做匀速直线运动,根据 二力平衡 的条件可知,木块所受摩擦力的大小 等于 弹簧测力计的示数.
(2)比较图 甲 与图 乙 可得:
摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关.比较图甲和图丙可得:
摩擦力的大小跟接触面的 粗糙程度 有关.
(3)利用图甲实验装置验证猜想C,分别把长方体木块平放和侧放,然后拉动木块,让木块做匀速直线运动,发现每次实验弹簧测力计的示数都相等.由此可以得出,摩擦力的大小与接触面的面积 无关 (选填“有关”或“无关”
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