摩擦力的大小与什么有关实验系列问题.docx
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摩擦力的大小与什么有关实验系列问题
要领
1.转换法的应用:
将无法直接测量的摩擦力转换为容易测量的拉力
2.二力平衡的应用:
使用弹簧测力计沿水平方向匀速拉木块的原因
3.控制变量法的应用:
在研究压力对摩擦力的影响时,控制接触面粗糙程度相同;在研究接触面粗糙程度对摩擦力的影响时,控制压力相同
4.实验数据处理:
将数据通过图像表示出来,可以直观地得出运动和力的关系
5.特殊实验装置:
将物体与弹簧测力计固定在墙壁上,拉长木板运动,则不论长木板是否做匀速直线运动,弹簧测力计示数都等于物块与长木块间的摩擦力
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题
(1)
——实验报告
班级:
实验人:
组次:
实验目的:
实验器材:
实验原理:
在水平方向上,物体只受到两个力的作用,分别是使物体向前运动的和阻碍物体运动的.由于物体匀速运动,物体处于状态,故等于拉力.只要测量出拉力的大小,即可知道滑动摩擦力的大小。
一、提出问题:
二、猜想或假设:
实验设计:
●设计实验:
影响滑动摩擦力的因素较多因此在探究过程中要设法控制实验条件(变量).分别确定滑动摩擦力与每一个因素的关系.请写出控制变量的计划_____________________________
●进行实验
1.如图1甲所示,用弹簧测力计水平匀速拉动木块在木板上匀速滑动,此时弹簧测力计的示数等于木块与木板间的滑动摩擦力,读出弹簧测力计示数F1填入表格。
2.如图14-1乙所示,把砝码放在木块上,以改变木板与木块间的压力,再用弹簧测力计水平匀速拉动木块,记下弹簧测力计示数F2,并与F1大小进行比较。
3.如图14-1丙所示,把棉布铺在木板上,改变接触面的粗糙程度,再用弹簧测力计水平匀速拉动木块,读出弹簧测力计示数F3,并与F1大小进行比较.
实验次数
实验条件
弹簧测力计的示数F/N
1
2
3
●分析与论证
通过分析数据,可以得出结论:
滑动摩擦力的大小与两个物体的_________有关,还与___________的大小有关,接触面越______压力越_______,滑动摩擦力越_____________。
●评估
由于弹簧测力计本身重力的作用,为保证拉力水平,拉动木块时手要握住测力计的_____,拉木块时尽可能__________,指针不要颤动。
●交流与合作
各小组成员对比实验活动,总结出影响摩擦力大小的因素。
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题
(2)
如图所示,用弹簧测力计匀速拉运木块,使它沿长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的摩擦力;改变放木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;把棉布、毛巾铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度,测出此时的摩擦力。
木板面 木板面 棉布(或毛巾)面
设计表格,记录测量数据。
次数
接触面的材料
压力大小/N
测力计的读数F/N
1
木板与木板
2
木板与木板
3
木板与棉布
4
木板与毛巾
分析数据,得出结论:
摩擦力的大小跟作用在物体上表面的压力有关,表面受到的压力越大,摩擦力越大。
摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力越大。
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(3)
如图所示是探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。
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.
(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,根据的条件可知,木块所受摩擦力的大小弹簧测力计的示数。
(2)比较图与图可得:
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(选填“有关”或“无关”)。
(4)本实验采用的实验方法。
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(4)
如图所示为“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验.
(1)三次实验中用弹簧测力计水平匀速拉动木块A,分别读出弹簧测力计的示数为F1、F2和F3,其中最大的是____.
(2)比较甲、乙两次实验,得出的结论是:
在压力相同时,____,滑动摩擦力越大.
(3)在丙图中,弹簧测力计示数F3为1.6N,若弹簧测力计示数增大到2N,此时木块A所受滑动摩擦力为____N.
答案:
(1)F3
(2)接触面粗糙程度越大(3)1.6
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(5)
如图所示是测量滑动摩擦力大小的实验:
(1)如图甲所示,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在木板上做匀速直线运动,根据______知识可以知道摩擦力大小。
(2)在如图甲操作的基础上,再次沿水平方向拉着木块做直线运动,弹簧测力计的示数如图乙所示,此时木块所受的摩擦力为____N。
(3)如图丙所示,为了便于操作,将弹簧测力计的右端固定,向左水平加速拉动木板,弹簧测力计的示数稳定后读数为F1;然后在木块上放上一个钩码,向左水平匀速直线拉动木板,弹簧测力计的示数稳定后读数为F2,则F1___F2。
答案:
(1)二力平衡
(2)2(3)<
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(6)
在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中。
(1)小华的三次实验情况如图甲、乙、丙所示。
实验时,用弹簧测力计拉木块在水平木板(或毛巾)上做____运动,这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)比较甲和乙两组数据可知,压力一定时,____,滑动摩擦力越大。
(3)小华比较甲和丙两组数据得出结论:
压力越大,滑动摩擦力就越大。
老师指出这样得出的结论是不对的。
理由是:
_______________________。
答案:
(1)匀速直线
(2)接触面越粗糙(3)“接触面不同”或“没有控制变量”或“变量不唯一”,只要合理即可)
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(7)
在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时,用完全相同的木块分别作了如图所示的实验。
(1)实验中,当弹簧测力计拉木块沿水平方向做______运动时,木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;
(2)甲、乙两图的实验说明了滑动摩擦力的大小与____________有关;
(3)甲、丙两图的实验说明了滑动摩擦力的大小与____________有关;
(4)当所要研究的物理量与多个因素有关时,采用的探究方法应是____________法。
答案:
匀速直线压力的大小接触面的粗糙程度控制变量法
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(8)
小刚同学为了参加体育考试,想测试一下橡胶底和牛筋底的运动鞋哪双摩擦力更大。
(1)如图甲所示,他首先用弹簧测力计水平拉动橡胶底运动鞋在水平桌面上匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为_____N。
(2)小刚发现牛筋底的运动鞋较轻些,于是便向鞋中添加了适量的砝码,目的是__________。
(3)在拉动过程中小刚发现,匀速直线拉动鞋实际很难控制,于是他将鞋放在水平方置的木板上,将弹簧测力计固定,改为拉动木板,如图乙所示,当他水平向左拉动木板时,鞋所受到的摩擦力的方向为__________。
答案:
(1)4
(2)使两鞋对桌面的压力相等(3)水平向左
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(9)
探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”实验操作过程如图所示:
(1)实验时,在水平长木板(或毛巾)上,用弹簧测力计水平____拉动木块,根据____知识,这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计拉力的大小。
(2)比较甲、乙两图得出“压力越大,滑动摩擦力越大”的结论____(选填“正确”或“不正确”)。
理由是:
____。
(3)比较乙、丙两图得出结论:
接触面粗糙程度相同时,____,滑动摩擦力越大。
(4)比较____两图得出结论:
压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(5)下列哪些实验探究方法和本实验探究方法相同____(只填字母)。
A.探究“平面镜成像时像与物的关系”的实验
B.探究“电流与电压、电阻的关系”的实验
C.探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验
答案:
(1)匀速直线(或匀速)二力平衡
(2)不正确没有控制接触面粗糙程度相同(3)压力越大(4)甲、丙(5)B、C
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(10)
如图是“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。
(1)在此实验操作中必须让木
块做_____________直线运动。
(2)比较甲、乙两图,可以得到的结论是:
在_____________相同时,_____________,滑动摩擦力越大。
(3)比较_______两图,可以得到的结论是:
_____________一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
答案:
(1)匀速
(2)接触面粗糙程度压力(3)甲和丙压力
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(11)
如图所示是某物理小组探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验。
(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,这样做便于测量滑动摩擦力的大小。
(2)观察图甲、乙,发现弹簧测力计的示数F1<F2,由此可知:
在接触面粗糙程度相同时,_____越大,滑动摩擦力越大。
(3)观察图甲、丙,发现弹簧测力计的示数F1<F3,说明:
压力一定时,接触面粗糙程度_____,滑动摩擦力越大。
(4)在实验后交流的过程中,小华发现有同学设计的实验装置如图所示,实验时,在托盘中放入适量的砝码,使木块做匀速直线运动。
请回答下列问题:
①为了测量木块的滑动摩擦力,需要测量的物理量是_____(填选项目前的编号)。
A.木板的质量mlB.木块的质量m2
C.砝码的质量m3D.托盘和砝码的总质量m4
②木块的滑动摩擦力表达式为f=_____(用已知和测量的物理量符号表示)。
③小华猜想:
摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关。
于是,他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后。
用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小。
由此得出:
滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。
你认为她的探究过程存在的问题是_____。
正确的做法是:
小华将木块沿竖直方向切去一部分后,_____,进行实验。
答案:
(1)匀速直线
(2)压力(3)越大(4)①D②m4g③没有控制木板受到的压力不变把截去的部分叠在剩下部分的上面
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(12)
在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中
(1)在水平的长木板上,用弹簧测力计水平向左拉动木块A,并使其作匀速直线运动,弹簧测力计示数如图甲所示,根据______知识可知,木块所受的滑动摩擦力为______N。
(2)小华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为变为原来的一半。
她由此得出:
滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。
你认为她的探究过程存在的问题:
____________。
只利用现有的器材,如何证实“滑动摩擦力的大小是否与接触面积的大小有关”?
简要说明你的说法:
__________________。
(3)在实验后交流的过程中,小华发现有同学将该实验又改成了如图乙所示的实验装置:
将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块A,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,装置改进后的好处是____________(写出一条即可)。
答案:
(1)二力平衡2.8
(2)没有控制压力不变将切出的木块叠放在剩下的半块木块上进行实验
(3)由于不需要木板做匀速直线运动,故便于操作(或由于测力计静止便于读数)等
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(13)
在探究“滑动摩擦力大小和哪些因素有关”的实验时:
(1)小明刚开始拉木块时,他的水平拉力逐渐增大,但木块仍静止,此过程中弹簧测力计的示数在变大,那么这一过程中木块受力________(选填“平衡”或“不平衡”),木块所受的摩擦力_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)小明增大拉力后,木块被拉动了,而且越来越快,小明读出某一时刻弹簧测力计的示数为2N,他认为这时的摩擦力大小为2N,老师指出了他操作中的错误是________。
(3)改正错误后,小明顺利地完成了探究过程,比较甲、丙两次实验可得出的结论是:
压力一定时,_________________________。
该实验用到的主要实验方法是____________。
(4)把木板的一端垫高,制成一个斜面向上匀速拉动木块,测出机械效率;增大斜面倾角,再次实验,由此得到的结论是:
在粗糙程度相同时,斜面越陡,斜面的机械效率越____(选填“高”或“低”),需要的拉力越_______(选填“大”或“小”)。
答案:
(1)平衡变大
(2)没有使木块做匀速直线运动(拉力与摩擦力不是一对平衡力)(3)接触面越粗糙,滑动摩擦力越大控制变量法(4)高大
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(14)
某班同学在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验过程中,将木板水平固定后,小雪用水平力拉动甲图中的物块m在木板上滑动。
当物块m匀速滑动时,弹簧测力计的示数为1.6N,设物块m受到的滑动摩擦力为f1,则f1=_____N;当物块m的滑动不是匀速时,设物块m受到的滑动摩擦力为f2,此时弹簧测力计的示数_____f2,摩擦力f1、f2之间的关系为f1_____f2(以上两空选填“等于”、“不等于”)。
如图乙所示,小峰同学在物块m上加个砝码后,再次用水平力拉动物块m在同一木板上匀速滑动,设物块m受到的滑动摩擦力为f3,则f3_____f1(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
答案:
1.6不等于等于大于
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(15)
如图是“探究滑动摩擦力的大小与什么有关”的实验装置。
长木板
不同表面
木块
不同侧面
弹簧测力计示数
一个木块
两个木块重叠
光滑表面
小
大
粗糙表面
小
大
(1)根据小明设计的实验记录表格(如上)可知,他是要探究滑动摩擦力的大小与作用于接触面的压力、接触面积和____________的关系。
(2)在实验中,小明缓缓地____(选填“匀速”或“变速”)拉动木块,使弹簧测力计的示数稳定,并将数据记录在表格中,这属于科学探究中的___(只填序号)。
A.提出问题B.猜想与假设C.进行实验,收集证据
(3)某次实验中弹簧测力计示数如图所示,可知该次实验摩擦力大小为____N。
答案:
(1)接触面的粗糙程度
(2)匀速C(3)2.4
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(16)
在“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,小华3次实验情况如图中甲、乙、丙所示。
(1)实验时为了测出滑动摩擦力大小,应使弹簧测力计拉着木块在水平木板(或毛巾)面上做____________运动。
(2)小华在探究“滑动摩擦力的大小与压力的大小关系”时,利用图甲、乙两组数据比较得出“压力越大,滑动摩擦力就越大”的结论。
你认为他对比这两组数据就得出这个结论对吗?
______(填“对”或“不对”),你的理由是____________________________________。
(3)比较图中的_________两组数据可得出:
压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力就越大。
答案:
(1)匀速直线
(2)不对甲、乙两次实验的接触面的粗糙程度不同(3)甲、丙
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(17)
在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,同学们提出了如下猜想:
A.滑动摩擦力大小可能与压力大小有关
B.滑动摩擦力大小可能与接触面的粗糙程度有关
C.滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关
(1)下图所示是小芳同学的一次实验操作中的情景,其错误之处是_____。
(2)为验证猜想B,下列操作正确的是()
A.在木块上加放砝码B.保持接触面粗糙程度不变
C.使木块侧放减小接触面积D.在不同接触面上沿水平方向匀速拉动木块
(3)小明同学用一个表面平整的长木板、一个长方体木块和一只弹簧测力计进行实验,把实验数据记录在下边所示的表格中。
小明同学的实验可以验证猜想__(填字母代号)。
次数
压力
接触面
木块放置
测力计示数
1
一木块
木板面
平放
2
一木块
木板面
侧放
3
一木块
木板面
立放
(4)当验证A、B、C三个猜想的实验完成后,在本实验所用的器材基础上,如果再给你几支相同的圆铅笔,你还能再探究另外一个与摩擦力有关的什么问题?
请写出这个问题。
_________________________。
答案:
(1)拉力方向不水平
(2)D(3)C
(4)滚动摩擦比滑动摩擦小得多(或滚动摩擦与滑动摩擦的关系)
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(18)
如图所示是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验装置。
长方体小木块各个侧面光滑程度相同,长木板一面为较光滑的木板面,另一面是粗糙的布面。
(1)水平向右拉动长木板,当小木块静止时,小木块受到测力计的拉力和滑动摩擦力是一对____(填“非平衡力”或“平衡力”)。
(2)选择四种不同的接触面,通过增减木块上的砝码,改变木块对木板的压力。
依次水平向右拉动长木板,将每次测量结果填入右表。
实验序号
木块与木板的接触面
压力
测力计示数
1
木块正面与木板面
2.5N
1.2N
2
木块正面与木板面
5.0N
2.4N
3
木块正面与木板面
7.5N
3.6N
4
木块侧面与木板面
2.5N
1.2N
5
木块侧面与布面
2.5N
2.0N
6
木块正面与布面
2.5N
2.0N
(3)由实验1、4或5、6可知,滑动摩擦力与接触面的面积大小____(填“有关”或“无关”)。
(4)由实验____(填实验序号)可知,接触面越粗糙,滑动摩擦力越____。
(5)实验1、2、3控制了____和____不变,研究了滑动摩擦力大小与____的关系,此时,滑动摩擦力大小与接触面受到的压力成____比。
答案:
(1)平衡力(3)无关(4)l、6或4、5(只要填对一组)大(5)接触面的粗糙程度接触面积压力正
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(19)
在“探究滑动摩擦力与哪些因素有关”的实验中,同学们提出了以下三种猜想:
A.滑动摩擦力的大小与物体的运动速度有关
B.滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度有关
C.滑动摩擦力的大小与压力大小有关
实验室提供的器材有:
一面粗糙一面光滑的长木板、带钩的木块、钩码、弹簧测力计.
(1)把长木板水平放置,木块放在木板上静止如图甲所示,请在图甲中画出木块受到的重力和支持力的示意图。
(2)选用图_____(选填乙或丙)的方案完成实验,能获得更好的实验效果.
(3)下表是同学们测得的部分实验数据。
通过分析数据,可以验证_____猜想是错误的,_____猜想是正确的(均选填猜想序号).实验中采用的方法是________________________________________。
实验序号
压力大小
表面光滑程度
相对运动快慢
测力计示数/N
1
一个木块
较光滑
很慢
2.0
2
一个木块
较光滑
慢
2.0
3
一个木块
较粗糙
慢
2.4
答案:
(1)如下图
(2)丙(3)AB控制变量法
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(20)
用图甲所示的装置“探究摩擦力跟压力大小的关系”。
(1)实验时,要拉动木块在水平木板上做____运动。
实验次数
1
2
3
4
5
压力F/N
3
4
5
6
7
摩擦力f/N
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
(2)某次实验中弹簧测力计的指针位置如图所示,它的示数是____N。
(3)改变木块上所加钩码的个数进行多次实验,记录数据如上表所示,请根据表中数据在图乙中画出摩擦力随压力大小变化的关系图像。
(4)分析图像可知:
当接触面的粗糙程度一定时,摩擦力跟压力的大小成____。
答案:
(1)匀速
(2)1.6(3)略(4)正比
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(21)
小伟要探究“滑动摩擦力的大小
与什么因素有关”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
接触面所受的压力大小;
接触面的粗糙程度;
接触面积的大小。
接下来小伟通过下图所示实验操作验证他的猜想:
(1)实验中小伟应该用弹簧测力计水平________拉动木块在长木板上滑动,这样做是根据____________的知识得出拉力等于摩擦力,从而测出木块所受的摩擦力的大小。
(2)如果小伟要探究猜想②,他应该选择___________两幅图所示的实验步骤来操作,根据图中弹簧测力计的示数可得出结论:
在其他因素相同的情况下,________________,滑动摩擦力越大。
(3)小伟要探究猜想③,他将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图丁所示。
他比较甲和丁的实验结果,得出结论:
滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。
你认为他的结论可靠吗?
答:
____________。
小伟在实验中存在的问题是__________________________。
答案:
(1)匀速(匀速直线)二力平衡
(2)甲和丙接触面越粗糙(3)不可靠没有控制压力大小不变
摩擦力的大小与什么有关实验系列问题(22)
为探究滑动摩擦力与哪些因素有关,某同学做了以下实验(实验过程中保持长木板水平固定)。
第1次:
把木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做匀速直线运动,如图甲所示。
读出弹簧测力计的示数并记入表格中;
第2次:
把木块侧放在长木板上,重复上述实验操作,如图乙所示;
第3次:
把两块与第1次相同的木块叠放在一起,平放在长木板上,重复上述实验操作,如图丙所示。
(g=10N/kg)
实验次数
木块对木板压力/N
弹簧测力计示数/N
滑动摩擦力/N
1
10
4.0
4.0
2
10
4.0
4.0
3
8.0
(1)请把表格内的数据填全。
(2)比较_________两次实验数据,可发现滑动摩擦力的大小与_________无关。
(3)比较_________两次实验数据,可发现滑动摩擦力的大小与_________有关。
⑷以上三次实验操作中均要求弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,根据弹簧测力计的示数就可以知道木块所受摩擦力的大小,是因为___________________________是一对平衡力。
答案:
(1)1、2接触面积
(2)1、3压力
(3)木块所受拉力与摩擦力
摩
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